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Nuestro interés es comprender cuáles son los mecanismos implicados en la regulación de la expresión génica y en la transferencia de genes entre bacterias Gram-positivas. Estudiamos procesos biológicos que favorecen la adaptación de las bacterias a nuevos nichos y que, consecuentemente, tienen implicaciones evolutivas. Como ejemplo de adaptación, el de las bacterias oportunistas que cambian de un estilo de vida comensal, conviviendo ‘pacíficamente’ con su huésped, a una situación de patogenicidad. Trabajamos con dos bacterias Gram-positivas: Streptococcus pneumoniae (pneumococos) y Enterococcus faecalis. Los pneumococos colonizan la nasofaringe humana, llegando a colonizar en algunas poblaciones hasta al 80% de los individuos sanos. No obstante, cuando invaden nuevos nichos, como los pulmones, pueden ser muy virulentos, lo que conduce a altas tasas de morbilidad y mortalidad, especialmente en los pacientes con sistemas inmunitarios debilitados (ancianos) o poco desarrollados (niños menores de 5 años). Por su parte, E. faecalis es un miembro ‘respetable’ del microbioma intestinal humano pero puede convertirse en patógeno en personas inmunodeprimidas. Los procesos infecciosos conllevan cambios globales en la expresión génica de ambas bacterias, desde activación a represión (y viceversa) de numerosos genes organizados en operones. Uno de nuestros objetivos es estudiar los componentes básicos de estos cambios genéticos. Por otro lado, el mobiloma (conjunto de elementos genéticos móviles) contribuye a que estas bacterias adquieran nuevas funciones por transferencia genética horizontal, como por ejemplo las resistencias a antibióticos, lo que les permite adaptarse con éxito a nuevos cambios del entorno. Finalmente, la participación de los sistemas toxina-antitoxina en procesos tales como la formación de biopelículas o en la incorporación de DNA libre procedente de otras bacterias también contribuye a la colonización de nuevos nichos.
Publicaciones seleccionadas
Moreno-Blanco A, Solano-Collado V, Ortuno-Camuñas A, Espinosa M, Ruiz-Cruz S, Bravo A [2022]. PclR is a transcriptional activator of the gene that encodes the pneumococcal collagen-like protein PclA. Sci. Rep. 12:11827. doi: 10.1038/s41598-022-15758-7
Yeo CC, Espinosa M, Venkova T [2022]. Editorial: Prokaryotic Communications, Volume II: From Macromolecular Interdomain to Intercellular Talks (Recognition) and Beyond. Front. Mol. Biosci. 9:910673. doi: 10.3389/fmolb.2022.910673
Schleif R, Espinosa M [2022]. Where to From Here?. Front. Mol. Biosci. 9:848444. doi: 10.3389/fmolb.2022.848444
Garcillán-Barcia MP, Pluta R, Lorenzo-Díaz F, Bravo A, Espinosa M [2022]. The facts and family secrets of plasmids that replicate via the rolling-circle mechanism. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 86:e00222-20. doi: 10.1128/MMBR.00222-20
Solano-Collado V, Ruiz-Cruz S, Lorenzo-Díaz F, Pluta R, Espinosa M, Bravo A [2021]. Recognition of streptococcal promoters by the pneumococcal SigA protein. Front. Mol. Biosci. 8:666504
Li J, Wang J, Ruiz-Cruz S, Espinosa M, Zhang J, Bravo A [2020]. In vitro DNA inversions mediated by the PsrA site-specific tyrosine recombinase of Streptococcus pneumoniae. Front. Mol. Biosci. 7:43
Ruiz-Cruz S, Moreno-Blanco A, Espinosa M, Bravo A [2019]. Transcriptional activation by MafR, a global regulator of Enterococcus faecalis. Sci. Rep. 9: 6146. doi: 10.1038/s41598-019-42484-4
Ruiz-Cruz, S., Moreno-Blanco, A., Espinosa, M. and Bravo, A. [2018]. DNA-binding properties of MafR, a global regulator of Enterococcus faecalis. FEBS Lett. 592 (8): 1412-1425.
Pluta, R. Boer, R.D., Lorenzo-Díaz, F. Russi, S. Gómez, H., Fernández-López, C. Perez-Luque, R., Orozco, M., Espinosa, M. and Coll, M. [2017]. Structural basis of a novel histidine-DNA nicking/joining mechanism for gene transfer and promiscuous spread of antibiotic resistance. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 114, E6526–E6535. doi: 0.1073/pnas.1702971114.
F. Lorenzo-Díaz, C. Fernández-López, R. Lurz, A. Bravo and M. Espinosa [2017]. Crosstalk between vertical and horizontal gene transfer: plasmid replication control by a conjugative relaxase. Nucleic Acids Res (2017) 45: 7774-7785. doi: 10.1093/nar/gkx450
Ruiz-Cruz S, Espinosa M, Goldmann O, Bravo A [2016]. Global regulation of gene expression by the MafR protein of Enterococcus faecalis. Front Microbiol 6:1521 (doi: 10.3389/fmicb.2015.01521)
Chan WT, Balsa D, Espinosa M [2015]. One cannot rule them all: Are bacterial toxins-antitoxins druggable? FEMS Microbiol. Rev. 39(4): 522-540 doi: 10.1093/femsre/fuv002.
Scheb-Wetzel M, Rohde M, Bravo A, Goldmann O [2014]. New insights into the antimicrobial effect of mast cells against Enterococcus faecalis. Infect. Immun. 82: 4496-4507 (doi:10.1128/IAI.02114-14)
Solano-Collado V, Lurz R, Espinosa M, Bravo A [2013]. The pneumococcal MgaSpn virulence transcriptional regulator generates multimeric complexes on linear double-stranded DNA. Nucleic Acids Res 41: 6975–6991.
Solano-Collado V, Hüttener M, Espinosa M, Juárez A, Bravo A [2016]. MgaSpn and H-NS: two unrelated global regulators with similar DNA-binding properties. Front. Mol. Biosci. 3:60. doi: 10.3389/fmolb.2016.00060.
Fondos
2008-2015. CSD2008-00013 (CONSOLIDER INTERMODS). Ministerio de Ciencia e Innovación. Coordinador: M. Espinosa.
2009. CCG08-CSIC/SAL-3694. Comunidad Autónoma de Madrid-CSIC. I.P.: A. Bravo.
2010-2012. BFU2009-11868 (BMC). Ministerio de Ciencia e Innovación. I.P.: A. Bravo.
2013-2015. CSIC-PIE-201320E028. I.P.: A. Bravo.
2014-2016. BIO2013-49148-C2-2-R. Ministerio de Economía y Competitividad. I.P.: A. Bravo.
2015-2017. BIO2015-69085-REDC. Ministerio de Economía y Competitividad. Coordinador: A. Juárez.
2017-2020. BIO2016-76412-C2-2-R. Ministerio de Economía y Competitividad. I.P.: A. Bravo.
2020-2023. PID2019-104553RB-C21. Ministerio de Ciencia e Innovación. I.P.: A. Bravo.
Más información
TESIS
Inmaculada Moreno-Córdoba, Mención Europea, 2013. Characterization of the toxin-antitoxin system RelBE2 of Streptococcus pneumoniae. UCM, F. de Ciencias Biológicas. Directores: C. Nieto y M. Espinosa.
Virtu Solano-Collado, Mención Europea, 2014. Molecular characterization of the MgaSpn transcriptional regulator of Streptococcus pneumoniae. UCM, F. de Ciencias Biológicas. Director: A. Bravo.
Cris Fernández-López, Mención Europea, 2015. Conjugative relaxases of the MOBV family. UCM, F. de Ciencias Químicas. Directores: L. F. Lorenzo y M. Espinosa.
Sofía Ruiz-Cruz, Mención Europea, 2015. Molecular characterization of an Enterococcus faecalis transcriptional regulator of the Mga/AtxA family. UCM, F. de Ciencias Biológicas. Director: A. Bravo.
Ana Moreno-Blanco, 2020. Characterization of two transcriptional activators: MafR of Enterococcus faecalis and MgaP of Streptococcus pneumoniae. UCM, F. de Ciencias Biológicas. Director: A. Bravo.
OTRA INFORMACIÓN
M. Espinosa: Miembro EMBO desde 1996
M. Espinosa: Presidente 'International Society of Plasmid Biology', 2012-2014. http://www.ispb.org/
A. Bravo: Miembro 'Scientific Committee in the 12th European Meeting on the Molecular Biology of the Pneumococcus'. 2015, Oxford, UK.
M. Espinosa: Co-editor en Frontiers in Microbiology, Section Evolutionary and Genomic Microbiology, Topic Title: “The Good, The Bad and The Ugly: Multiple Roles of Bacteria in Human Life”. 2017-2018. http://journal.frontiersin.org/researchtopic/5409/the-good-the-bad-and-the-ugly-multiple-roles-of-bacteria-in-human-life.
M. Espinosa: Co-editor en Frontiers in Molecular Biosciences, Section Molecular Recognition, Topic Title: “Prokaryotic Communications: From Macromolecular Interdomain to Intercellular Talks (Recognition) and Beyond”. 2019-2020.
http://journal.frontiersin.org/researchtopic/4283/modulating-prokaryotic-lifestyle-by-dna-binding-proteins