Innovador descubrimiento potencia la lucha contra bacterias nocivas sin antibióticos
MadridUn equipo de investigadores de la Universidad de Otago, dirigido por el Profesor Peter Fineran, ha realizado descubrimientos significativos sobre la interacción entre los virus que infectan bacterias, conocidos como fagos, y los sistemas inmunológicos bacterianos. Esto podría contribuir al desarrollo de nuevos tratamientos que no dependan de antibióticos.
Un estudio en Nature examina cómo los fagos utilizan una proteína para bloquear el sistema inmune CRISPR-Cas en bacterias. El Dr. Nils Birkholz, del Departamento de Microbiología e Inmunología de Otago, comenta que al entender la interacción entre fagos y bacterias, podemos emplear fagos para combatir bacterias dañinas en la salud humana y la agricultura.
Principales descubrimientos:
- Los fagos deben utilizar sus anti-CRISPR con cuidado.
- Emplean un dominio hélice-giro-hélice (HTH) que se sabe que se une a secuencias de ADN y puede activar o desactivar genes.
- El dominio HTH es más versátil de lo que se pensaba anteriormente; puede unirse tanto al ADN como al ARN.
- Esto añade una capa de regulación a la producción de proteínas anti-CRISPR.
Comprender cómo los fagos superan las defensas bacterianas ayuda a seleccionar los fagos adecuados para su uso como antimicrobianos. Este estudio demuestra que los fagos controlan la expresión génica mediante la unión al ADN y un método recién descubierto de unión al ARN.
El profesor Fineran afirma que este descubrimiento revela una manera más compleja de controlar los procesos. Cambia nuestra comprensión de cómo los fagos evitan las defensas CRISPR-Cas y destruyen las bacterias. Este conocimiento podría ser útil en diversos campos, como la salud y la agricultura.
La investigación examina cómo los fagos regulan la expresión de sus genes, incluyendo los genes para la proteína anti-CRISPR. Esta proteína tiene la capacidad de unirse tanto a secuencias de ADN como a sus transcripciones de ARN. Debido a esta habilidad dual de unión, el control de la anti-CRISPR implica varios mecanismos.
Los dominios HTH se encuentran en muchas proteínas que regulan genes y han sido estudiados desde principios de los años 80. Este hallazgo indica que incluso proteínas bien conocidas pueden tener capacidades desconocidas. Esto podría cambiar la comprensión científica sobre el papel de estas proteínas cruciales.
El hallazgo podría cambiar drásticamente nuestra comprensión sobre el control de los genes. La flexibilidad del dominio HTH ofrece nuevas perspectivas sobre la biología de los fagos. Además, podría contribuir al desarrollo de tratamientos basados en fagos para reemplazar los antibióticos.
Esta investigación destaca la importancia de comprender cómo interaccionan las bacterias con su entorno. Al profundizar en estos mecanismos, podemos descubrir nuevas estrategias para combatir bacterias dañinas, lo que beneficiará tanto a la medicina como a la agricultura.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07644-1y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Nils Birkholz, Kotaro Kamata, Maximilian Feussner, Max E. Wilkinson, Christian Cuba Samaniego, Angela Migur, Dari Kimanius, Marijn Ceelen, Sam C. Went, Ben Usher, Tim R. Blower, Chris M. Brown, Chase L. Beisel, Zasha Weinberg, Robert D. Fagerlund, Simon A. Jackson, Peter C. Fineran. Phage anti-CRISPR control by an RNA- and DNA-binding helix–turn–helix protein. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07644-1
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