{"id":16887,"date":"2026-08-21T01:54:02","date_gmt":"2026-08-20T23:54:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/lucas-souza-dos-santos\/"},"modified":"2026-08-21T01:54:10","modified_gmt":"2026-08-20T23:54:10","slug":"lucas-souza-dos-santos","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/lucas-souza-dos-santos\/","title":{"rendered":"Lucas Souza dos Santos"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":8,"featured_media":16888,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-16887","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"main_text":"","naam_van_het_proefschift":"Molecular Mechanisms of Phosphate Regulation and Uptake in Bacteria","samenvatting":"Fosfaatlimitatie vormt een belangrijke beperking voor microbi\u00eble groei in een breed scala van omgevingen en is met name relevant in plantgeassocieerde habitats, waar de beschikbaarheid van nutri\u00ebnten aanzienlijk varieert tussen waardweefsels en gedurende het verloop van het infectieproces. Om onder deze omstandigheden te kunnen persisteren, moeten bacteri\u00ebn de opname van nutri\u00ebnten afstemmen op een bredere fysiologische aanpassing. In dit proefschrift is de fosfaathomeostase in Xanthomonas citri pv. citri, de verwekker van citruskanker, onderzocht, waarbij fysiologische, transcriptomische, structurele en evolutionaire benaderingen werden gecombineerd om na te gaan hoe fosfaatresponsieve systemen bijdragen aan bacteri\u00eble adaptatie.\n\nTranscriptoomanalyses toonden aan dat de respons op fosfaatgebrek in X. citri aanzienlijk breder is dan die welke beschreven is voor het klassieke Pho-regulon, waarin PhoB de expressie reguleert van genen die direct betrokken zijn bij de opname, mobilisatie en het transport van fosfaat, waaronder componenten van het hoogaffiene Pst-systeem en verschillende extracellulaire enzymen die met de terugwinning van fosfor geassocieerd zijn. Het merendeel van de tijdens fosfaatlimitatie waargenomen transcriptionele veranderingen bleek echter onafhankelijk van PhoB te verlopen. Genen die betrokken zijn bij translatie, aminozuurbiosynthese, lipidenmetabolisme en andere energievragende processen werden op brede schaal gerepresseerd, wat erop wijst dat fosfaatgebrek gepaard gaat met een ingrijpende metabole reorganisatie. In plaats van een specifiek programma voor fosfaatopname lijkt de hongerrespons te bestaan uit een algemene herverdeling van cellulaire hulpbronnen onder nutri\u00ebntbeperkende omstandigheden.\n\nHet belang van dit regulatorische netwerk kwam duidelijk naar voren tijdens de kolonisatie van de waardplant: deletie van het phoB-gen verlaagde de bacteri\u00eble populaties in planta en verstoorde de symptoomontwikkeling, waarmee is aangetoond dat het vermogen om op fosfaatlimitatie te reageren bijdraagt aan de pathogene fitness. Microscopische analyses lieten daarnaast veranderingen zien in de organisatie van de bacteri\u00ebn binnen ge\u00efnfecteerde weefsels, wat suggereert dat fosfaatresponsieve regulatie niet alleen het metabolisme be\u00efnvloedt, maar ook de wijze waarop bacteri\u00eble populaties zich in de waardomgeving vestigen.\n\nVerschillende observaties wezen op interacties tussen fosfaathomeostase en andere adaptieve processen. Fosfaatlimitatie induceerde meerdere TonB-afhankelijke receptoren, alsook fosfatasen, nucleasen, lipasen en aanvullende extracellulaire functies. Deze veranderingen duiden op een uitbreiding van de capaciteit voor nutri\u00ebntopname die verder reikt dan fosfaat zelf. Ook de geco\u00f6rdineerde regulatie van prote\u00efnen die geassocieerd zijn met metaalopname, envelopgerelateerde functies en stressresponsen geeft aan dat fosfaatlimitatie is ingebed in een bredere fysiologische respons op omgevingsuitdagingen.\n\nIn het tweede deel van dit proefschrift is de fosfaatopname op moleculair niveau onderzocht door middel van de structurele en biochemische karakterisering van de fosfaatbindende prote\u00efnen PstS1 en PstS2. Hieruit bleek dat beide paralogen de geconserveerde architectuur en de mechanismen voor ligandherkenning behouden die kenmerkend zijn voor hoogaffiene fosfaatbindende prote\u00efnen. Ondanks hun sequentiedivergentie vertoonden beide prote\u00efnen een uitgesproken specificiteit voor fosfaat en een hoge bindingsaffiniteit. Deletie van het pstS1-gen leidde onder de geteste omstandigheden niet tot meetbare groeidefecten, wat duidt op een aanzienlijke functionele overlap tussen de twee paralogen.\n\nFylogenomische analyses suggereerden dat de gedupliceerde fosfaatbindende prote\u00efnen hun oorsprong vinden in een voorouderlijke duplicatiegebeurtenis binnen de familie Xanthomonadaceae en dat zij gedurende de daaropvolgende diversificatie behouden zijn gebleven. Vergelijkbare duplicaties werden aangetroffen in talrijke bacteri\u00eble lijnen, in het bijzonder in lijnen die geassocieerd zijn met nutri\u00ebntarme omgevingen. Hoewel de selectieve voordelen die verantwoordelijk zijn voor het langdurige behoud van beide paralogen onduidelijk blijven, wijst hun conservering erop dat zij bijdragen aan de fosfaatopname op een wijze die niet uitsluitend met groeianalyses kan worden vastgesteld.\n\nSamengenomen ondersteunen de in dit proefschrift gepresenteerde studies de opvatting dat fosfaathomeostase een proces is dat verder gaat dan nutri\u00ebnttransport alleen. In X. citri be\u00efnvloedt de beschikbaarheid van fosfaat regulatorische netwerken, de metabole organisatie, de kolonisatie van de waardplant en de evolutie van systemen voor nutri\u00ebntopname. De hier gepresenteerde bevindingen bieden een kader om te begrijpen hoe bacteri\u00ebn de fosfaatbeschikbaarheid in hun omgeving integreren in een bredere fysiologische en ecologische adaptatie.","summary":"Phosphate limitation is a major constraint on microbial growth across a wide range of environments and is particularly relevant in plant-associated habitats, where nutrient availability varies considerably among host tissues and throughout the infection process. To persist under these conditions, bacteria must coordinate nutrient acquisition with broader physiological adaptation. This thesis examined phosphate homeostasis in Xanthomonas citri pv. citri, the causal agent of citrus canker, combining physiological, transcriptomic, structural, and evolutionary approaches to investigate how phosphate-responsive systems contribute to bacterial adaptation.\n\nTranscriptomic analyses showed that, in X. citri, the response to phosphate starvation is considerably broader than that described for the classical Pho regulon, in which PhoB controls the expression of genes directly involved in phosphate acquisition, scavenging, and transport, including components of the high-affinity Pst system and several extracellular enzymes associated with phosphorus recovery. However, most of the transcriptional changes observed during phosphate limitation occurred independently of PhoB. Genes involved in translation, amino acid biosynthesis, lipid metabolism, and other energy-demanding processes were broadly repressed, indicating that phosphate starvation is accompanied by extensive metabolic reorganization. Rather than representing a dedicated phosphate-acquisition program, the starvation response appears to involve a general reallocation of cellular resources under nutrient-limiting conditions.\n\nThe importance of this regulatory network became evident during host colonization, as deletion of the phoB gene reduced bacterial populations in planta and impaired symptom development, demonstrating that the ability to respond to phosphate limitation contributes to pathogenic fitness. Microscopic analyses further revealed alterations in bacterial organization within infected tissues, suggesting that phosphate-responsive regulation influences not only metabolism but also the way bacterial populations establish themselves within the host environment.\n\nSeveral observations pointed to interactions between phosphate homeostasis and other adaptive processes. Phosphate limitation induced multiple TonB-dependent receptors, together with phosphatases, nucleases, lipases, and additional extracellular functions. These changes suggest an expansion of nutrient acquisition capacity extending beyond phosphate itself. Likewise, the coordinated regulation of proteins associated with metal uptake, envelope-associated functions, and stress responses indicates that phosphate limitation is integrated into a broader physiological response to environmental challenges.\n\nIn the second part of this thesis, phosphate acquisition was investigated at the molecular level through the structural and biochemical characterization of the phosphate binding proteins PstS1 and PstS2, which showed that both paralogs retain the conserved architecture and ligand-recognition mechanisms characteristic of high-affinity phosphate binding proteins. Despite sequence divergence, both proteins displayed strong phosphate specificity and high-affinity binding. Deletion of the pstS1 gene did not result in measurable growth defects under the conditions tested, indicating substantial functional overlap between the two paralogs.\n\nPhylogenomic analyses suggested that the duplicated phosphate-binding proteins originated from an ancestral duplication event within the Xanthomonadaceae family and were maintained throughout subsequent diversification. Similar duplications were identified in numerous bacterial lineages, particularly those associated with nutrient-poor environments. Although the selective advantages responsible for the long-term retention of both paralogs remain unclear, their conservation suggests that they contribute to phosphate acquisition in ways that are not captured by growth analyses alone.\n\nTaken together, the studies presented in this thesis support the view of phosphate homeostasis as a process that extends beyond nutrient transport. In X. citri, phosphate availability influences regulatory networks, metabolic organization, host colonization, and the evolution of nutrient-acquisition systems. The findings presented here provide a framework for understanding how bacteria integrate environmental phosphate availability into broader physiological and ecological adaptation.","auteur":"Lucas Souza dos Santos","auteur_slug":"lucas-souza-dos-santos","publicatiedatum":"18 september 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/lucassouzadossantos?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/98348833-de72-4fe5-86ca-d45ae093c81e\/highres","url_epub":"","ordernummer":"19496","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Rijksuniversiteit Groningen","afbeeldingen":16889,"video_url":"","podcast_url":"","naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Rijksuniversiteit Groningen","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/16887","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=16887"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/16887\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":16890,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/16887\/revisions\/16890"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/16888"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=16887"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=16887"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}