Deciphering host-pathogen interactions at the biomembrane interface, key to target therapeutical approaches against Mycoplasma genitalium

Abstract

Mycoplasma genitalium is a pathologic bacterium that lives in the epithelial cells of the urogenital tracts in humans. It is a sexually transmitted infection with a prevalence that increases drastically. It presents resistance to an increasing number of antibiotics, rendering the most reliable treatment (azithromycin) ineffective. The focus of this project is to find likely therapeutical targets against the infection by M.genitalium to Homo sapiens. For this regard, we analyse the membrane proteome of several strains and near species of M.genitalium and calculate their evolutionary rate. In this project we choose 54 membrane proteomes (5 from M.genitalium and 49 from M.pneumoniae) compromised of 78 to 93 and 116 to 137 proteins respectively. They were inputted to an orthology predictor to obtain groups of orthologous proteins. Those that contained M.genitalium proteins (97 from 136) were aligned and then analysed looking specifically for gaps and identity between the sequences. Of the 97, it was finally decided that 25 were fitted to calculate the nonsynonymous (amino acid¿altering) to synonymous (silent) substitution ratio (dN/dS). We also did a parallel research inside a host-pathogen interaction database with two different approaches. The first consisted in contrasting the data inside the database regarding M.pneumoniae to M.genitalium proteins with a BLAST. The second consisted in submitting the canonical membrane proteome of M.genitalium (G37). With these three approaches, we obtained a total 34 possible targets: 4 from the dN/dS calculation, 7 from proteins exclusive to M.genitalium, 11 from the first approach to the database and 13 from the second.

Mycoplasma genitalium es una bacteria patológica que vive en las células epiteliales de los tractos urogenitales en humanos. Es una infección de transmisión sexual con una prevalencia que aumenta drásticamente. Presenta resistencia a un número creciente de antibióticos, lo que hace que el tratamiento más confiable (azitromicina) sea ineficaz. El objetivo de este proyecto es encontrar posibles objetivos terapéuticos contra la infección por M.genitalium para el Homo sapiens. A este respecto, analizamos el proteoma de membrana de varias cepas y especies cercanas de M. genitalium y calculamos su tasa evolutiva. En este proyecto, elegimos 54 proteomas de membrana (5 de M. genitalium y 49 de M.pneumoniae) comprometidos con 78 a 93 y 116 a 137 proteínas respectivamente. Fueron ingresados a un predictor de ortología para obtener grupos de proteínas ortólogas. Los que contenían proteínas de M. genitalium (97 de 136) se alinearon y luego se analizaron buscando específicamente lagunas e identidad entre las secuencias. De los 97, finalmente se decidió que 25 se ajustaron para calcular la relación de sustitución no sinónimo (alteración de aminoácidos) a sinónimo (silencioso) (dN / dS). También hicimos una investigación paralela dentro de una base de datos de interacción host-patógeno con dos enfoques diferentes. El primero consistió en contrastar los datos dentro de la base de datos con respecto a M.pneumoniae con las proteínas M. genitalium con un BLAST. El segundo consistió en presentar el proteoma de membrana canónica de M. genitalium (G37). Con estos tres enfoques, obtuvimos un total de 34 objetivos posibles: 4 del cálculo dN / dS, 7 de proteínas exclusivas de M. genitalium, 11 del primer enfoque de la base de datos y 13 del segundo.

Mycoplasma genitalium és un bacteri patològic que viu en les cèl·lules epitelials dels tractes urogenitals en humans. És una infecció de transmissió sexual amb una prevalença que augmenta dràsticament. Presenta resistència a un nombre creixent d'antibiòtics, la qual cosa fa que el tractament més de confiança (azitromicina) sigui ineficaç. L'objectiu d'aquest projecte és trobar possibles objectius terapèutics contra la infecció per M.genitalium per a l'Homo sapiens. Referent a això, analitzem el proteoma de membrana de diversos ceps i espècies pròximes de M. genitalium i calculem la seva taxa evolutiva. En aquest projecte, triem 54 proteomas de membrana (5 de M. genitalium i 49 de M.pneumoniae) compromesos amb 78 a 93 i 116 a 137 proteïnes respectivament. Van ser ingressats a un predictor d'ortologia per a obtenir grups de proteïnes ortòlogues. Els que contenien proteïnes de M. genitalium (97 de 136) es van alinear i després es van analitzar buscant específicament llacunes i identitat entre les seqüències. Dels 97, finalment es va decidir que 25 es van ajustar per a calcular la relació de substitució no sinònim (alteració d'aminoàcids) a sinònim (silenciós) (dN / dS). També vam fer una recerca paral·lela dins d'una base de dades d'interacció host-patogen amb dos enfocaments diferents. El primer va consistir a contrastar les dades dins de la base de dades respecte a M.pneumoniae amb les proteïnes M. genitalium amb un BLAST. El segon va consistir a presentar el proteoma de membrana canònica de M. genitalium (G37). Amb aquests tres enfocaments, vam obtenir un total de 34 objectius possibles: 4 del càlcul dN / dS, 7 de proteïnes exclusives de M. genitalium, 11 del primer enfocament de la base de dades i 13 del segon.