Evolutionary Ecology of Microorganisms CBA – Evolutionary Ecology FRANCISCO DIONÍSIO Site do grupo: https://sites.google.com/site/dionisiolab/ Ana M. Reis Luís Cardoso Luís M. Carvalho André Carvalho Teresa Nogueira Gil Henriques António Miranda Filipe Vieira Iolanda Domingues Diogo Dias João Alves Gama Francisco Dionísio A nossa investigação foca-se na interação entre bactérias, entre bactérias e vírus, entre bactérias e plasmídeos, entre plasmídeos, etc. Envolve trabalho experimental (de bancada bem como simulações em computador) e abordagem teórica. Estudamos: - genética bacteriana, - cooperação, - competição, - malícia (spite), - transferência horizontal de genes, - bem como o seu impacto na patogenicidade e na resistência a antibióticos. Site do grupo: https://sites.google.com/site/dionisiolab/ (W)hen the physiologist J. B. S. Haldane once commented that even the Archbishop of Canterbury is 65% water, he omitted to mention that the head of the Church of England also consists of more bacterial cells than eukaryotic cells and that the combined number of genes in these bacteria exceeds the total number of eukaryotic genes by a factor of al least 100. (Macpherson e Harris, 2004) Comunidades bacterianas normalmente são complexas Exemplos: - A maioria das células num corpo humano é de bactérias – estão nos intestinos, boca, pele, mesmo numa pessoa saudável. - Junto às raízes das plantas - etc Certas estirpes de bactérias “amplificam” plasmídeos Essas estirpes têm taxas de transferência de plasmídeos um milhão de vezes maior do que outras Dionisio et al (2002) Plasmids spread faster in heterogeneous bacterial populations. Genetics, 162(4):1525-1532. Z amplifica e transfere para Y! Z (good donors=amplifiers) Y in presence of Z Mais de 40 anos Y in the absence of Z Dionisio et al (2002) Plasmids spread faster in heterogeneous bacterial populations. Genetics, 162(4):1525-1532. Social Behaviours Efeito no Actor Efeito no Recipiente + - + Benefício mútuo Competição - Altruísmo Malícia Drawings adapted from E. O. Wilson (1975) Sociobiology, the New Synthesis. Cambridge, Mass.: Harvard University Press. Altruísmo Obrigar as vizinhas a trabalhar para a comunidade Social Behaviours Efeito no Actor Efeito no Recipiente + - + Benefício mútuo Competição - Altruísmo Malícia Exemplo de toxina útil para competição Bacteriocinas Toxinas produzidas por bactérias para inibir o crescimento de bactérias da mesma espécie Drawings adapted from E. O. Wilson (1975) Sociobiology, the New Synthesis. Cambridge, Mass.: Harvard University Press. “Spite” (malícia) Selfish and spiteful behaviour through parasites and pathogens. Será que vírus ou outros microrganismos patogénicos podem servir como arma biológica contra indivíduos não infetados? Hipótese discutida em: Dionisio, F. (2007) Selfish and spiteful behaviour through parasites and pathogens. Evolutionary Ecology Research 9: 1199-1210. Teste experimental da hipótese, usando Escherichia coli “infetados” com o “parasita” bacteriófago lambda: Gama, J.A. et al (2013). Temperate Bacterial Viruses as Double-Edged Swords in Bacterial Warfare. PLoS ONE PONE-D-12-20071R3 10.1371/journal.pone.0059043 in press Epistasia Epistasis between antibiotic-resistance mutations and conjugative plasmids. Silva RF et al (2011) Pervasive Sign Epistasis between Conjugative Plasmids and Drug-Resistance Chromosomal Mutations. PLoS Genetics 7(7): e1002181. doi:10.1371/journal.pgen.1002181 Obrigado