Maestros de nano: revelando secretos arquitectónicos de colonias bacterianas

MadridInvestigadores de la Universidad de Tsukuba han descubierto que las nanopartículas similares a virus pueden controlar cómo se organizan y reproducen las bacterias anfitrionas. Estas partículas están relacionadas con los bacteriófagos, virus que infectan bacterias. Contienen una enzima que altera la forma y estructura de las bacterias, permitiéndoles crecer de manera diferente.

Actinomicetos poseen genes que generan partículas similares a virus, cuya función no se entendía hasta ahora. El estudio investigó Streptomyces davawensis, un tipo de actinomiceto. Esta bacteria produce dichas partículas para facilitar su reproducción.

El estudio reveló hallazgos significativos.

• El ADN extracelular, que actúa como andamiaje para la organización multicelular, se redujo significativamente en las cepas mutantes de S. davawensis.
• Las células que no producían partículas similares a virus quedaron atrapadas en agregados anormales.
• La enzima en las partículas similares a virus degrada el ADN genómico, conectando los ambientes intracelular y extracelular.

Investigadores descubrieron que las partículas similares a virus poseen una enzima especial llamada efector. Este efector es crucial para su función, ya que degrada parte del ADN. El efector se desprende de la partícula y se traslada a la membrana de la célula huésped.

El modelo demuestra cómo el efector facilita la liberación del ADN fuera de la célula. Este ADN liberado proporciona estructura y nutrientes, favoreciendo el crecimiento y la reproducción de las células huésped. Esto resulta en un grupo de células más organizado y en una mejor adaptación en la forma y función de las bacterias.

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Este estudio ha recibido financiación de diversas fuentes, entre ellas:

• Un Subsidio de Investigación Científica de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (19K15726, 23K13863, y 23K26811).
• La Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JPMJMI21G8 y JPMJGX23B2).
• El Programa de Estímulo para Estrellas Emergentes en Ciencias de la Vida de Suntory (SunRiSE).

Este hallazgo es relevante porque demuestra una nueva forma en que las bacterias pueden multiplicarse utilizando partículas similares a los virus. La investigación sugiere que los científicos podrían modificar el funcionamiento de estas partículas para beneficiar diversos campos de la biotecnología.

Este tema es fundamental porque los virus están presentes en todos lados en el entorno. Los seres vivos han desarrollado métodos para combatirlos. No obstante, esta investigación revela que no todo lo relacionado con los virus es dañino. En este caso, en realidad ayudan a las bacterias a reproducirse.

El análisis reveló que Streptomyces davawensis no puede funcionar adecuadamente sin partículas parecidas a virus. Las cepas mutantes que carecían de estas partículas no lograban organizarse correctamente y formaban grupos celulares anómalos. Esto demuestra que estas nanopartículas son esenciales.

Esta investigación es crucial para la microbiología y la biotecnología. Explica cómo las nanopartículas similares a virus afectan a las bacterias. Muestra cómo estas partículas ayudan a que las bacterias se organicen y se reproduzcan. El estudio es exhaustivo y sugiere numerosos usos futuros.

Científicos han descubierto que bacterias y virus (o partículas similares a virus) pueden colaborar entre sí. Esta cooperación facilita el crecimiento y la organización de las bacterias. Los investigadores ahora pueden encontrar nuevas formas de utilizar este conocimiento. Con esta nueva comprensión, la biotecnología del futuro podría volverse mucho más avanzada.