Proteaze biofilma bakterij Pseudomonas kot tarča za nadzor interakcij Pseudomonas-patogen

Bakterije Pseudomonas so med najbolj razširjenimi bakterijami v živilski industriji, kjer persistirajo na površinah v obliki biofilmov, iz katerih povzročajo kontaminacijo živil. Ti biofilmi ustvarjajo nove niše za druge bakterije, ki so prisotne v tem okolju, a same nebi preživele stresnih vplivov. Potencial bakterij Pseudomonas za kvarjenje živil določajo hidrolitični encimi, pri čemer so za kvar hlajenih živil bogatih z beljakovinami odgovorne predvsem proteaze, za katere je značilna velika strukturna raznolikost in specifičnost. Kljub dobro raziskani proteazi AprX, ki povzroča kvar mleka in mlečnih izdelkov, ostajajo proteaze, ki so vključene v kvar mesa, neraziskane na temeljni ravni. Prav tako ni raziskana njihova vloga v biofilmu bakterij Pseudomonas v interakciji s patogeni. Predlagan projekt zapolnjuje manjkajoče temeljno znanje o proteazah bakterij Pseudomonas izoliranih iz mesa. Namen projekta je razjasniti vlogo zunajceličnih proteaz v biofilmu bakterij Pseudomonas za izboljšanje preživetja patogenih bakterij v mesu. V projektu bomo določili metabolno aktivnost bakterij Pseudomonas s poudarkom na proteazni aktivnosti na ravni genoma in fenotipa. S tem bomo lahko identificirali in karakterizirali tudi nove proteaze bakterij Pseudomonas ter zapolnil vrzel v razumevanju njihove vloge v kvarjenju mesa. Nadalje bomo določili povezavo med proteazno aktivnostjo bakterij Pseudomonas in njihovo tvorbo biofilma, ki jo bomo določili na osnovi živosti celic, biofilmske biomase in metabolne aktivnosti. Z in vitro raziskavo bomo določili tip interakcije med izbranim sevom bakterije Pseudomonas s patogenimi bakterijami (gramnegativnimi Campylobacter jejuni, Salmonella enterica in Escherichia coli; grampozitivnimi Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus in Bacillus cereus). Določili bomo vlogo hkratne in pred-kultivacije biofilma bakterij Pseudomonas za patogene in vlogo proteazne aktivnosti bakterij Pseudomonas za zagotavljanje hranil patogenom. Z izbrano kombinacijo bakterij Pseudomonas-patogen, kjer bo prisoten pozitiven medsebojni vpliv interakcije, bomo z analizo transkriptoma in proteoma določili osnovni mehanizem aktivnosti proteaz bakterij Pseudomonas, s katerim bomo razumeli odziv bakterij Pseudomonas v interakciji s patogenom. Integracija pridobljenih podatkov nam bo omogočila razumevanje mehanizmov, na katerih temelji proces tvorbe biofilma bakterij Pseudomonas, ki ga modulirajo zunajcelične proteaze. Tako bomo izpostavili temeljne mehanizme delovanja proteaz biofilma bakterij Pseudomonas ne le za kvarjenje ampak tudi za tveganje za zdravje ljudi zaradi interakcij s patogenimi bakterijami. Projekt je zasnovan kot nadaljevanje raziskovalnega dela opravljenega med doktorskim študijem prijaviteljice podoktorskega projekta (bakterije Pseudomonas, ki povzročajo kvar) in raziskovalnega dela skupine (mikrobne interakcije). Prijaviteljica podoktorksega projekta ima potrebno znanje in veščine za izvedbo projekta. Z vključitvijo v domačo raziskovalno skupino in z vzpostavljeno sodelovalno raziskovalno mrežo z domačimi in tujimi raziskovalci ima prijaviteljica projekta dostop do vse potrebne opreme in podpore za uspešno dokončanje projekta. Pridobljeni rezultati bodo izvirni z združevanjem podatkov različnih ravni – genomske, transkriptomske, proteomske in fenotipske. Z rezultati projekta bomo izpostavili še neraziskana vedenja, zaradi česar bodo rezultati originalni in objavljivi v vplivnih znanstvenih revijah. Cilji projekta so usmerjeni v pridobitev novega temeljnjega znanja, ki je ključno za iskanje novih tarč za nadzor bakterij Pseudomonas.