DECIPHERING THE SINGULARITIES OF THE UNIVERSAL BIOFILM EXOPOLISACARIDO (PNAG) AND ASSESSING ITS BIOTECHNOLOGICAL POTENTIAL (Q3152786)
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Project Q3152786 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | DECIPHERING THE SINGULARITIES OF THE UNIVERSAL BIOFILM EXOPOLISACARIDO (PNAG) AND ASSESSING ITS BIOTECHNOLOGICAL POTENTIAL |
Project Q3152786 in Spain |
Statements
145,200.0 Euro
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290,400.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2015
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30 June 2018
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UNIVERSIDAD PUBLICA DE NAVARRA
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42°49'6.42"N, 1°38'39.34"W
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31201
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LOS BIOFILMS SON CONSORCIOS DE BACTERIAS QUE CRECEN ADHERIDOS A SUPERFICIES BIOTICAS O ABIOTICAS Y RODEADOS DE UNA MATRIZ EXTRACELULAR QUE ELLOS MISMOS HAN SINTETIZADO. LA VIDA EN COMUNIDAD PRESENTA NUMEROSAS VENTAJAS RESPECTO A LA VIDA UNICELULAR: FACILITA LA RETENCION DE AGUA PROPORCIONANDO UN AMBIENTE HIDRATADO, PERMITE CONCENTRAR NUTRIENTES Y ENZIMAS EXTRACELULARES DEGRADATIVAS, ACTUA DE BARRERA PROTECTORA FRENTE A LA ACCION DE DEPREDADORES, SUSTANCIAS ANTIMICROBIANAS O EL SISTEMA INMUNE Y FACILITA EL INTERCAMBIO DE MATERIAL GENETICO. MUCHAS DE ESTAS PROPIEDADES DEPENDEN DE LA MATRIZ QUE RODEA A LA COMUNIDAD DE BACTERIAS. EL COMPONENTE MAS HABITUAL E IMPORTANTE DE LA MATRIZ DEL BIOFILM SON LOS EXOPOLISACARIDOS. DISTINTOS EXOPOLISACARIDOS SON UTILIZADOS PARA FORMAR LA MATRIZ DEL BIOFILM (CELULOSA, ALGINATO, ACIDO COLANICO), PERO SORPRENDENTEMENTE UNA AMPLIA VARIEDAD DE BACTERIAS FILOGENETICAMENTE MUY DISTANTES RECURREN AL MISMO EXOPOLISACARIDO, -1,6-N-ACETYLGLUCOSAMINE (PNAG), PARA ESTE PROPOSITO. ESTA OBSERVACION SUGIERE QUE LA MATRIZ FORMADA POR PNAG CONFIERE VENTAJAS ESPECIALES FRENTE A OTRO TIPO DE MATRICES, Y SUBRAYA LA NECESIDAD DE ESTUDIAR ESTE EXOPOLISACARIDO EN PROFUNDIDAD. EN ESTE PROYECTO, PROPONEMOS UTILIZAR LA BACTERIA PATOGENA STAPHYLOCOCCUS AUREUS COMO MODELO PARA ENTENDER LAS SINGULARIDADES QUE EL PNAG TIENE PARA LA FORMACION DEL BIOFILM. PARA ELLO, PROPONEMOS ESTUDIAR LOS MECANISMOS MOLECULARES QUE REGULAN LA SINTESIS Y ACTIVACION DE LA PNAG SINTASA, EL MECANISMO DE TRANSDUCCION DE SEÑAL QUE CONECTA LAS CONDICIONES AMBIENTALES CON LA PRODUCCION DE PNAG Y EL NUMERO Y LOCALIZACION DE PNAG SINTASAS EN LA MEMBRANA DE LA BACTERIA. ADEMAS, UTILIZAREMOS LA EXPRESION HETEROLOGA DE PNAG EN SALMONELLA ENTERITIDIS, UNA BACTERIA QUE CARECE DEL MISMO, PARA DESCIFRAR LAS PROPIEDADES QUE CONFIERE LA PRESENCIA DE PNAG A LA BACTERIA. FINALMENTE, DISEÑAREMOS Y VALIDAREMOS LA UTILIZACION DE PNAG PARA INDUCIR LA FORMACION DE BIOFILM MIXTOS PARA APLICACIONES BIOTECNOLOGICAS. (Spanish)
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BIOFILMS ARE CONSORTIA OF BACTERIA THAT GROW ATTACHED TO BIOTIC OR ABIOTIC SURFACES AND SURROUNDED BY AN EXTRACELLULAR MATRIX THAT THEY THEMSELVES HAVE SYNTHESISED. COMMUNITY LIFE HAS MANY ADVANTAGES OVER SINGLE-CELL LIFE: IT FACILITATES WATER RETENTION BY PROVIDING A HYDRATED ENVIRONMENT, ALLOWS TO CONCENTRATE NUTRIENTS AND EXTRACELLULAR DEGRADATIVE ENZYMES, ACTS AS A PROTECTIVE BARRIER AGAINST THE ACTION OF PREDATORS, ANTIMICROBIAL SUBSTANCES OR THE IMMUNE SYSTEM AND FACILITATES THE EXCHANGE OF GENETIC MATERIAL. MANY OF THESE PROPERTIES DEPEND ON THE MATRIX SURROUNDING THE COMMUNITY OF BACTERIA. THE MOST COMMON AND IMPORTANT COMPONENT OF THE BIOFILM MATRIX IS EXOPOLISACARIDS. DIFFERENT EXOPOLISACARIDS ARE USED TO FORM THE BIOFILM MATRIX (CELLULOSE, ALGINATE, COLANIC ACID), BUT SURPRISINGLY A WIDE VARIETY OF PHYLOGENETICALLY DISTANT BACTERIA RESORT TO THE SAME EXOPOLISACARIDO, -1,6-N-ACETYLGLUCOSAMINE (PNAG), FOR THIS PURPOSE. THIS OBSERVATION SUGGESTS THAT THE MATRIX FORMED BY PNAG CONFERS SPECIAL ADVANTAGES OVER OTHER TYPES OF MATRICES, AND UNDERLINES THE NEED TO STUDY THIS EXOPOLISACARIDO IN DEPTH. IN THIS PROJECT, WE PROPOSE TO USE THE BACTERIUM PATOGENA STAPHYLOCOCCUS AUREUS AS A MODEL TO UNDERSTAND THE SINGULARITIES THAT PNAG HAS FOR THE FORMATION OF THE BIOFILM. FOR THIS, WE PROPOSE TO STUDY THE MOLECULAR MECHANISMS THAT REGULATE THE SYNTHESIS AND ACTIVATION OF PNAG SYNTHASE, THE MECHANISM OF SIGNAL TRANSDUCTION THAT CONNECTS THE ENVIRONMENTAL CONDITIONS WITH THE PRODUCTION OF PNAG AND THE NUMBER AND LOCATION OF PNAG SYNTHASE IN THE MEMBRANE OF THE BACTERIA. IN ADDITION, WE WILL USE THE HETEROLOGOUS EXPRESSION OF PNAG IN SALMONELLA ENTERITIDIS, A BACTERIUM THAT LACKS IT, TO DECIPHER THE PROPERTIES THAT THE PRESENCE OF PNAG CONFERS ON THE BACTERIA. FINALLY, WE WILL DESIGN AND VALIDATE THE USE OF PNAG TO INDUCE THE FORMATION OF MIXED BIOFILM FOR BIOTECHNOLOGICAL APPLICATIONS. (English)
12 October 2021
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LES BIOFILMS SONT DES CONSORTIUMS DE BACTÉRIES QUI POUSSENT ATTACHÉES À DES SURFACES BIOTIQUES OU ABIOTIQUES ET ENTOURÉES D’UNE MATRICE EXTRACELLULAIRE QU’ILS ONT ELLES-MÊMES SYNTHÉTISÉE. LA VIE COMMUNAUTAIRE PRÉSENTE DE NOMBREUX AVANTAGES PAR RAPPORT À LA VIE MONOCELLULAIRE: IL FACILITE LA RÉTENTION D’EAU EN FOURNISSANT UN ENVIRONNEMENT HYDRATÉ, PERMET DE CONCENTRER LES NUTRIMENTS ET LES ENZYMES DÉGRADANTES EXTRACELLULAIRES, AGIT COMME UNE BARRIÈRE PROTECTRICE CONTRE L’ACTION DES PRÉDATEURS, DES SUBSTANCES ANTIMICROBIENS OU DU SYSTÈME IMMUNITAIRE ET FACILITE L’ÉCHANGE DE MATÉRIEL GÉNÉTIQUE. BON NOMBRE DE CES PROPRIÉTÉS DÉPENDENT DE LA MATRICE ENTOURANT LA COMMUNAUTÉ DES BACTÉRIES. LA COMPOSANTE LA PLUS COURANTE ET LA PLUS IMPORTANTE DE LA MATRICE DE BIOFILM EST EXOPOLISACARIDS. DIFFÉRENTS EXOPOLISACARIDS SONT UTILISÉS POUR FORMER LA MATRICE DE BIOFILM (CELLULOSE, ALGINATE, ACIDE COLANIQUE), MAIS ÉTONNAMMENT, UNE GRANDE VARIÉTÉ DE BACTÉRIES PHYLOGÉNÉTIQUEMENT DISTANTES UTILISENT LA MÊME EXOPOLISACARIDO, -1,6-N-ACÉTYLGLUCOSAMINE (PNAG), À CETTE FIN. CETTE OBSERVATION SUGGÈRE QUE LA MATRICE FORMÉE PAR PNAG CONFÈRE DES AVANTAGES PARTICULIERS PAR RAPPORT À D’AUTRES TYPES DE MATRICES ET SOULIGNE LA NÉCESSITÉ D’ÉTUDIER EN PROFONDEUR CETTE EXOPOLISACARIDO. DANS CE PROJET, NOUS PROPOSONS D’UTILISER LA BACTÉRIE PATOGENA STAPHYLOCOCCUS AUREUS COMME MODÈLE POUR COMPRENDRE LES SINGULARITÉS DE PNAG POUR LA FORMATION DU BIOFILM. POUR CELA, NOUS PROPOSONS D’ÉTUDIER LES MÉCANISMES MOLÉCULAIRES QUI RÉGULENT LA SYNTHÈSE ET L’ACTIVATION DE LA PNAG SYNTHASE, LE MÉCANISME DE TRANSDUCTION DU SIGNAL QUI RELIE LES CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES À LA PRODUCTION DE PNAG ET LE NOMBRE ET LA LOCALISATION DE LA PNAG SYNTHASE DANS LA MEMBRANE DES BACTÉRIES. EN OUTRE, NOUS UTILISERONS L’EXPRESSION HÉTÉROLOGUE DE LA PNAG CHEZ SALMONELLA ENTERITIDIS, UNE BACTÉRIE QUI EN MANQUE, POUR DÉCHIFFRER LES PROPRIÉTÉS QUE LA PRÉSENCE DE PNAG CONFÈRE À LA BACTÉRIE. ENFIN, NOUS ALLONS CONCEVOIR ET VALIDER L’UTILISATION DE PNAG POUR INDUIRE LA FORMATION DE BIOFILMS MIXTES POUR DES APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES. (French)
2 December 2021
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BIOFILME SIND KONSORTIEN VON BAKTERIEN, DIE AN BIOTISCHEN ODER ABIOTISCHEN OBERFLÄCHEN BEFESTIGT WERDEN UND VON EINER EXTRAZELLULÄREN MATRIX UMGEBEN SIND, DIE SIE SELBST SYNTHETISIERT HABEN. DAS GEMEINSCHAFTSLEBEN HAT VIELE VORTEILE GEGENÜBER DEM SINGLE-CELL-LEBEN: ES ERLEICHTERT DIE WASSEREINLAGERUNG DURCH BEREITSTELLUNG EINER FEUCHTIGKEITSSPENDENDEN UMGEBUNG, ERMÖGLICHT DIE KONZENTRATION VON NÄHRSTOFFEN UND EXTRAZELLULÄREN DEGRADATIVEN ENZYMEN, WIRKT ALS SCHUTZBARRIERE GEGEN DIE WIRKUNG VON RÄUBERN, ANTIMIKROBIELLEN SUBSTANZEN ODER DEM IMMUNSYSTEM UND ERLEICHTERT DEN AUSTAUSCH VON GENETISCHEM MATERIAL. VIELE DIESER EIGENSCHAFTEN HÄNGEN VON DER MATRIX UM DIE GEMEINSCHAFT DER BAKTERIEN AB. DER HÄUFIGSTE UND WICHTIGSTE BESTANDTEIL DER BIOFILMMATRIX IST EXOPOLISACARIDS. VERSCHIEDENE EXOPOLISACARIDS WERDEN VERWENDET, UM DIE BIOFILMMATRIX (ZELLULOSE, ALGINAT, COLANIC SÄURE) ZU BILDEN, ABER ÜBERRASCHENDERWEISE GREIFEN EINE VIELZAHL VON PHYLOGENETISCH ENTFERNTEN BAKTERIEN ZU DEMSELBEN EXOPOLISACARIDO, -1,6-N-ACETYLGLUCOSAMIN (PNAG) ZURÜCK. DIESE BEOBACHTUNG DEUTET DARAUF HIN, DASS DIE VON PNAG GEBILDETE MATRIX GEGENÜBER ANDEREN MATRIZENTYPEN BESONDERE VORTEILE BIETET, UND UNTERSTREICHT DIE NOTWENDIGKEIT, DIESE EXOPOLISACARIDO EINGEHEND ZU UNTERSUCHEN. IN DIESEM PROJEKT SCHLAGEN WIR VOR, DAS BAKTERIUM PATOGENA STAPHYLOCOCCUS AUREUS ALS MODELL ZU VERWENDEN, UM DIE SINGULARITÄTEN ZU VERSTEHEN, DIE PNAG FÜR DIE BILDUNG DES BIOFILMS HAT. DAZU SCHLAGEN WIR VOR, DIE MOLEKULAREN MECHANISMEN ZU UNTERSUCHEN, DIE DIE SYNTHESE UND AKTIVIERUNG VON PNAG-SYNTHASE REGULIEREN, DEN MECHANISMUS DER SIGNALTRANSDUKTION, DER DIE UMWELTBEDINGUNGEN MIT DER HERSTELLUNG VON PNAG UND DER ANZAHL UND LAGE DER PNAG-SYNTHASE IN DER MEMBRAN DER BAKTERIEN VERBINDET. DARÜBER HINAUS WERDEN WIR DIE HETEROLOGE EXPRESSION VON PNAG IN SALMONELLA ENTERITIDIS, EINEM BAKTERIUM, DAS ES FEHLT, VERWENDEN, UM DIE EIGENSCHAFTEN ZU ENTSCHLÜSSELN, DIE DAS VORHANDENSEIN VON PNAG DEN BAKTERIEN VERLEIHT. SCHLIESSLICH WERDEN WIR DIE VERWENDUNG VON PNAG ENTWERFEN UND VALIDIEREN, UM DIE BILDUNG VON GEMISCHTEN BIOFILMEN FÜR BIOTECHNOLOGISCHE ANWENDUNGEN INDUZIEREN ZU KÖNNEN. (German)
9 December 2021
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BIOFILMS ZIJN CONSORTIA VAN BACTERIËN DIE GROEIEN GEHECHT AAN BIOTISCHE OF ABIOTISCHE OPPERVLAKKEN EN OMGEVEN DOOR EEN EXTRACELLULAIRE MATRIX DIE ZE ZELF HEBBEN GESYNTHETISEERD. HET GEMEENSCHAPSLEVEN HEEFT VELE VOORDELEN TEN OPZICHTE VAN HET EENCELLIGE LEVEN: HET VERGEMAKKELIJKT HET VASTHOUDEN VAN WATER DOOR EEN GEHYDRATEERDE OMGEVING TE BIEDEN, MAAKT HET MOGELIJK VOEDINGSSTOFFEN EN EXTRACELLULAIRE AFBRAAKENZYMEN TE CONCENTREREN, FUNGEERT ALS EEN BESCHERMENDE BARRIÈRE TEGEN DE WERKING VAN ROOFDIEREN, ANTIMICROBIËLE STOFFEN OF HET IMMUUNSYSTEEM EN VERGEMAKKELIJKT DE UITWISSELING VAN GENETISCH MATERIAAL. VEEL VAN DEZE EIGENSCHAPPEN ZIJN AFHANKELIJK VAN DE MATRIX ROND DE GEMEENSCHAP VAN BACTERIËN. DE MEEST VOORKOMENDE EN BELANGRIJKSTE COMPONENT VAN DE BIOFILMMATRIX IS EXOPOLISACARIDS. VERSCHILLENDE EXOPOLISACARIDS WORDEN GEBRUIKT OM DE BIOFILMMATRIX (CELLULOSE, ALGINAAT, COLANIC ZUUR) TE VORMEN, MAAR VERRASSEND GENOEG IS EEN GROTE VERSCHEIDENHEID AAN FYLOGENETISCH VERRE BACTERIËN TOEVLUCHT TOT DEZELFDE EXOPOLISACARIDO, -1,6-N-ACETYLGLUCOSAMINE (PNAG), VOOR DIT DOEL. DEZE CONSTATERING SUGGEREERT DAT DE DOOR PNAG GEVORMDE MATRIX SPECIALE VOORDELEN BIEDT TEN OPZICHTE VAN ANDERE SOORTEN MATRICES, EN ONDERSTREEPT DE NOODZAAK OM DEZE EXOPOLISACARIDO GRONDIG TE BESTUDEREN. IN DIT PROJECT STELLEN WE VOOR OM DE BACTERIE PATOGENA STAPHYLOCOCCUS AUREUS ALS MODEL TE GEBRUIKEN OM DE SINGULARITEITEN TE BEGRIJPEN DIE PNAG HEEFT VOOR DE VORMING VAN DE BIOFILM. HIERVOOR STELLEN WE VOOR OM DE MOLECULAIRE MECHANISMEN TE BESTUDEREN DIE DE SYNTHESE EN ACTIVERING VAN PNAG SYNTHASE REGULEREN, HET MECHANISME VAN SIGNAALTRANSDUCTIE DAT DE OMGEVINGSOMSTANDIGHEDEN VERBINDT MET DE PRODUCTIE VAN PNAG EN HET AANTAL EN DE LOCATIE VAN PNAG-SYNTHASE IN HET MEMBRAAN VAN DE BACTERIËN. DAARNAAST ZULLEN WE DE HETEROGENE EXPRESSIE VAN PNAG GEBRUIKEN IN SALMONELLA ENTERITIDIS, EEN BACTERIE DIE HET MIST, OM DE EIGENSCHAPPEN TE ONTCIJFEREN DIE DE AANWEZIGHEID VAN PNAG AAN DE BACTERIËN VERLEENT. TOT SLOT ZULLEN WE HET GEBRUIK VAN PNAG ONTWERPEN EN VALIDEREN OM DE VORMING VAN GEMENGDE BIOFILM VOOR BIOTECHNOLOGISCHE TOEPASSINGEN TE INDUCEREN. (Dutch)
17 December 2021
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I BIOFILM SONO CONSORZI DI BATTERI CHE CRESCONO ATTACCATI A SUPERFICI BIOTICHE O ABIOTICHE E CIRCONDATI DA UNA MATRICE EXTRACELLULARE CHE ESSI STESSI HANNO SINTETIZZATO. LA VITA COMUNITARIA PRESENTA MOLTI VANTAGGI RISPETTO ALLA VITA MONOCELLULARE: FACILITA LA RITENZIONE IDRICA FORNENDO UN AMBIENTE IDRATATO, PERMETTE DI CONCENTRARE NUTRIENTI ED ENZIMI DEGRADATIVI EXTRACELLULARI, FUNGE DA BARRIERA PROTETTIVA CONTRO L'AZIONE DEI PREDATORI, DELLE SOSTANZE ANTIMICROBICHE O DEL SISTEMA IMMUNITARIO E FACILITA LO SCAMBIO DI MATERIALE GENETICO. MOLTE DI QUESTE PROPRIETÀ DIPENDONO DALLA MATRICE CHE CIRCONDA LA COMUNITÀ DEI BATTERI. LA COMPONENTE PIÙ COMUNE E IMPORTANTE DELLA MATRICE DI BIOFILM È EXOPOLISACARIDS. DIVERSI EXOPOLISACARIDS SONO UTILIZZATI PER FORMARE LA MATRICE BIOFILM (CELLULOSA, ALGINATO, ACIDO COLANIC), MA SORPRENDENTEMENTE UN'AMPIA VARIETÀ DI BATTERI FILOGENETICAMENTE DISTANTI RICORRERE ALLO STESSO EXOPOLISACARIDO, -1,6-N-ACETILGLUCOSAMINA (PNAG), A QUESTO SCOPO. QUESTA OSSERVAZIONE SUGGERISCE CHE LA MATRICE FORMATA DAL PNAG CONFERISCE VANTAGGI SPECIALI RISPETTO AD ALTRI TIPI DI MATRICI E SOTTOLINEA LA NECESSITÀ DI STUDIARE APPROFONDITAMENTE QUESTO EXOPOLISACARIDO. IN QUESTO PROGETTO, PROPONIAMO DI UTILIZZARE IL BATTERIO PATOGENA STAPHYLOCOCCUS AUREUS COME MODELLO PER COMPRENDERE LE SINGOLARITÀ CHE PNAG HA PER LA FORMAZIONE DEL BIOFILM. PER QUESTO, PROPONIAMO DI STUDIARE I MECCANISMI MOLECOLARI CHE REGOLANO LA SINTESI E L'ATTIVAZIONE DELLA PNAG SINTASI, IL MECCANISMO DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE CHE COLLEGA LE CONDIZIONI AMBIENTALI CON LA PRODUZIONE DI PNAG E IL NUMERO E LA POSIZIONE DELLA PNAG SINTASI NELLA MEMBRANA DEI BATTERI. INOLTRE, USEREMO L'ESPRESSIONE ETEROLOGO DEL PNAG NELLA SALMONELLA ENTERITIDIS, UN BATTERIO CHE NE MANCA, PER DECIFRARE LE PROPRIETÀ CHE LA PRESENZA DI PNAG CONFERISCE AI BATTERI. INFINE, PROGETTEREMO E CONVALIDAREMO L'USO DI PNAG PER INDURRE LA FORMAZIONE DI BIOFILM MISTI PER APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE. (Italian)
16 January 2022
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Pamplona/Iruña
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Identifiers
BIO2014-53530-R
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