Proteus mirabilis é uma bactéria causadora de infecções urinárias associadas ao uso prolongado de cateteres, que frequentemente tem elementos conjugativos integrativos (ICEs) da família SXT/R391 inseridos em seu genoma. Estes ICEs podem carregar genes de resistência aos antimicrobianos em suas regiões variáveis e possuem genes conservados que regulam o próprio mecanismo de transferência, além de outros genes conservados de funções desconhecidas ou não essenciais para conjugação. Dentre os genes conservados se encontra o operon rumAB que codifica uma polimerase da família Y, que possui atividade translesão caracterizada pela elevada taxa de erro. A expressão desses genes dentro do ICE (tanto os do processo de conjugação como também o rumAB) está sob controle de elementos regulados pela resposta SOS. Essa resposta é induzida por danos no DNA, causados por diversos agentes genotóxicos como, por exemplo, exposição aos antibióticos ou luz ultravioleta. Por induzir as polimerases translesão, a resposta SOS leva ao aumento transiente da taxa de mutação, o que pode levar ao surgimento de resistência a certos antimicrobianos. No genoma de P. mirabilis, não há homólogos dos genes que codificam a principal polimerase translesão (Pol V), a não ser em linhagens que carregam o ICE SXT/R391 que tem consigo o rumAB. Sendo assim, neste projeto, além de realizar uma caracterização genômica destes elementos em isolados clínicos brasileiros, realizamos análises funcionais da polimerase translesão rumAB, nos processos de mutagênese e na conjugação do próprio ICE. Os genomas das linhagens portadoras do ICE SXT/R391 da nossa coleção de isolados clínicos foram sequenciados para analisar a estrutura dos ICEs, identificando possíveis genes de resistência e os demais fatores associados, além de realizar análises filogenéticas comparando com outros ICEs e linhagens do banco de dados. Além disso, o operon rumAB de cada linhagem foi clonado em um vetor de E. coli para avaliar o efeito na mutagênese em linhagens de E. coli desprovida de umuDC, e observamos que há complementação do efeito na mutagênese induzida. Quando avaliamos o efeito do mesmo ICE na mutagênese por UV em diferentes pares de linhagens isogênicas de P. mirabilis, observamos que o efeito é discrepante entre algumas linhagens, o que sugere que o background genético de cada linhagem tem influência na atividade mutagênica. Quanto ao papel do rumAB na conjugação, observamos que o operon parece ter influência no sucesso da conjugação principalmente quando há exposição à luz UV, o que reforça a ideia de que a conservação de genes de Pol V em elementos genéticos móveis têm papel considerável na disseminação destes além de conferir a capacidade de mutagênese via resposta SOS.

Proteus mirabilis is a bacterium that causes catheter-associated urinary-tract infections that frequently carries integrative and conjugative elements (ICEs) of the SXT/R391 family integrated in its chromosome. These elements can carry resistance genes in its variable regions, and encode for its own conjugative transfer complex, and other putative genes with uncharacterized functions or not essential for the transfer mechanism. Among conserved genes there is rumAB that encode a family Y polymerase, which has translesion activity characterized by high error rates. The regulation of those genes encoded by ICEs (genes related to the conjugative process, and also rumAB) is under control of SOS response. The SOS response is activated by damaged DNA caused by multiple genotoxic agents such as UV light and some antimicrobial agents. Due to the induction of translesion polymerases, the SOS response leads to a transiently increased mutation rate that can result in resistance to some antibiotics. In the P. mirabilis genome there is no other homologs of the main bacterial translesion polymerase (PolV), unless when an SXT/R391 family ICE that bears rumAB is present. In this project, in addition to the genomic characterization of these elements in Brazilian clinical isolates of P. mirabilis, we did a functional analysis of the translesion polymerase rumAB in processes such as mutagenesis and conjugative transfer. The isolates bearing an ICE SXT/R391 had their whole genome sequenced to be analyzed in terms of resistance genes carried by those ICEs, and other features carried by them, and to perform phylogenetic analysis comparing them to the other ICEs and genomes in database. Furthermore, the rumAB operon of each isolate was cloned in a plasmid to evaluate the complementation capacity of an E. coli strain devoid of umuDC, and we observed a full complementation of the induced mutagenesis. We also evaluated the same ICE in different isogenic lineages, and we observed different effects in the induced mutagenesis among different lineages, suggesting that the genetic background has some impact on the mutagenic activity. Regarding the role of rumAB in the conjugative transfer, we observed that the operon has influence on the conjugation efficiency, especially when donor cells are exposed to UV light, reinforcing the idea that conserved Pol V in mobile genetic elements has a considerable role in dissemination of these elements in addition to conferring mutagenic capacities through SOS response.