Adhesion factors from Rhizobium leguminosarum and their role on biofilm formation

Rhizobium leguminosarum es una α-proteobacteria que puede establecer simbiosis con ciertas leguminosas. La formación de un biofilm puede favorecer la persistencia en suelos y en la rizosfera y también contribuir a la competitividad para la infección de la leguminosa. En esta tesis se estudiaron factores importantes para la adhesión a diversos sustratos y la formación de biofilms. Uno de los factores estudiados fue la proteína de adhesión RapA1, secretada a través del sistema PrsDE. Se sobreexpresó RapA1 y se observó que esto produjo diversos fenotipos de superficie, incluido el aumento de adhesión a sustratos abióticos y la formación aumentada de biofilms in vitro. Se estudió la relación entre RapA1 y el exopolisacárido acídico (EPS) y el requerimiento del EPS y PrsDE para formar biofilms en flujo continuo. Se analizó la localización de RapA1 y de otras proteínas relacionadas y se estudiaron posibles mecanismos involucrados en la localización. Algunos estudios complementarios sobre el efecto de RapA1 sobre la superficie, efecto de expresión de otras Raps y regulación de genes relacionados con la adhesión fueron encarados de manera inicial. La interacción entre Polisacáridos de superficie y adhesinas proteicas resulta clave para la adhesión y formación de biofilms, dos fenómenos importantes en la biología de Rhizobium y de relevancia para la humanidad.Rhizobium leguminosarum is an α-proteobacteria that can establish symbiosis with certain legumes. Biofilm formation can improve persistence in soil and in the rhizosphere and can also contribute to competitivity for legume infection. Several factors, important for substrate adhesion and biofilm formation, were studied in this thesis. The PrsDE-secreted protein RapA1 was one of the adhesion factors studied in this work. RapA1 was overexpressed and we observed this produced a complex surface phenotype, enhancing adhesion to abiotic substrata and the formation of biofilms in vitro. The interaction between RapA1 and the acidic exopolysaccharide (EPS) was examined as well as the requirement for EPS and a functional PrsDE for biofilm formation in continuous-flow conditions. The subcellular localization of RapA1 and related proteins was also examined and putative mechanisms for localization were studied. Some additional studies on the effect of RapA1 overexpression on cell surface, the expression of other Rap family members and the analysis of the expression of adhesion-relevant genes were performed but only preliminary results were obtained. The intarections between surface polysaccharides and adhesion proteins is key for adhesion and biofilm formation; two important phenomena in the biology of Rhizobium and of great relevance to man.Fil:Vozza, Nicolás Federico. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina