Synthetic biology in Mycoplasma pneumoniae

Abstract

M. pneumoniae is one of the smallest self-replicating organisms. Many organism wide studies have been performed on M. pneumoniae and provide a wealth of information on the bacteria. However, the genetic tools to manipulate and engineer this microorganism are currently insufficient. Therefore one focus of this project is to extend the genetic toolbox for M. pneumoniae. In parallel, we developed first a proof of concepts study for the use of M. pneumoniae as therapeutical vector. For this purpose the secretome of M. pneumoniae has been investigated to define all secretion signals in this bacterium. This knowledge was used to modify M. pneumoniae to secrete three proteins with therapeutical applications. Further we could show for two of the proteins that they are active after secretion and therefore that M. pneumoniae can be used to engineer therapeutic vectors for treating lungs diseases.

M. pneumoniae es uno de los microrganismos auto-replicativos más pequeños descritos hasta el momento. En nuestro grupo se ha empleado como modelo en Biología de Sistemas y se ha caracterizado a diferentes niveles (genoma, transcriptoma, proteoma...etc). Sin embargo, las herramientas genéticas para manipular y emplear este microorganismo como modelo en Bilogía Sintética, son insuficientes. Por lo tanto, uno de los objetivos de este proyecto es ampliar el repertorio de herramientas moleculares de M. pneumoniae. En paralelo, hemos desarrollado por primera vez una “prueba de concepto” para el uso de M. pneumoniae con finalidades terapéuticas. Con este propósito, primero hemos determinado el secretoma de M. pneumoniae que ha permitido identificar todas las señales de secreción de esta bacteria. Posteriormente, se ha aplicado este conocimiento para obtener cepas de M. pneumoniae capaces de secretar tres proteínas con aplicaciones terapéuticas. Hemos demostrado que dos de las tres proteínas son activas tras la secreción, abriendo nuevas perspectivas en el uso de M. pneumoniae para el tratamiento de enfermedades pulmonares.