Una especie de porífero que absorbe ciertos mensajeros – ScienceDaily

Cada año, al menos 1,27 millones de personas mueren a causa de una infección con bacterias resistentes a los antibióticos estándar, según un estudio publicado recientemente en la revista La mano revela. Los autores temen que este número pueda aumentar a diez millones de personas para 2050.

Esto hace que la búsqueda de nuevas sustancias eficaces contra las cepas bacterianas resistentes sea más urgente que nunca. Un posible enfoque se centra en los antibióticos programables basados ​​en ARN. Sin embargo, esto requiere una comprensión profunda de las principales vías y mecanismos de señalización basados ​​en ARN durante una infección.

Identificar nuevas rutas de señalización.

Esto se está investigando en el Instituto de Biología Molecular de Infecciones (IMIB) de la Universidad de Würzburg y en el Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones Basadas en ARN. Los investigadores del laboratorio del profesor Jörg Vogel, titular de la Cátedra de Biología Molecular de Infecciones I en JMU y director ejecutivo de HIRI, han descubierto nuevos detalles de estas vías y mecanismos de señalización. Presentan los resultados de su estudio en el último número de la revista celula molecular.

Gianluca Matera, estudiante de doctorado en el IMIB, brinda más información sobre los antecedentes del artículo del que es coautor con Jörg Vogel, y dice: «Muchas bacterias, como Escherichia coli Y Salmonella enterica, tienen una envoltura celular que consta de una membrana externa y otra interna. La función principal de esta envoltura es proteger a las bacterias de su entorno, pero también debe ser permeable a los nutrientes que las bacterias necesitan para prosperar».

Un jugador previamente desconocido

Numerosas entidades de ARN interactúan para gestionar qué sustancias pueden atravesar la envoltura celular y cuáles se bloquean en un momento dado, permitiendo estas últimas que las bacterias se protejan de los antibióticos, por ejemplo. Los investigadores ahora han identificado un protagonista previamente desconocido en la bacteria. Salmonella enterica: una «esponja de ARN».

Tales esponjas pertenecen a la clase de «pequeños ARN». El estudio de Würzburg muestra que la esponja de ARN OppX imita el objetivo de unión real de un ARNs especial, el llamado ARNs MicF, en la membrana externa de la bacteria, interceptándolo antes de que llegue a su destino. O dicho de otro modo, lo absorbe como una esponja.

Comunicación de membranas

El ARN de MicF juega un papel crucial en los procesos de la envoltura bacteriana. «Las membranas externa e interna de la envoltura bacteriana no pueden funcionar independientemente una de la otra. Por lo tanto, debe haber mecanismos que les permitan comunicarse entre sí. Los ARN pequeños no codificantes, como MicF, son una clase de tales reguladores». Gianluca Matera explica. Usando una nueva técnica desarrollada en la Universidad Hebrea de Jerusalén, el científico joven ahora ha identificado los socios que interactúan de todos estos sRNA en Salmonela – por completo y en un solo paso.

Los investigadores pueden describir en detalle el efecto de este proceso de interceptación: «Normalmente, OppX aumenta la permeabilidad de la membrana al mejorar la expresión de uno de los principales poros de la membrana bacteriana externa», especifica Matera. Este nombre científico de este poro es OmpF.

Si la bacteria carece de la esponja OppX, su crecimiento será limitado, especialmente en un ambiente pobre en nutrientes. Sin embargo, si hay suficientes cantidades de OppX disponibles, los poros de OmpF en la membrana también se vuelven más activos, aumentando la absorción de nutrientes si escasean.

Impacto indirecto sobre los antibióticos

Los poros del OmpF también asumen una función fundamental cuando las bacterias son atacadas por antibióticos: las sustancias los utilizan como sus principales puntos de entrada a la célula. «Indirectamente, OppX podría afectar la efectividad de los antibióticos al aumentar la producción de OmpF y, por lo tanto, la absorción del antibiótico en sí», dice Matera.

OppX es el primer regulador conocido de la actividad de MicF; los datos publicados recientemente incluso respaldan la hipótesis de que OppX es la esponja más importante, si no la única, para el sRNA de MicF. Por lo tanto, saberlo es crucial para comprender completamente la actividad celular de MicF según los autores del estudio.

Estos nuevos hallazgos se basan en estudios sobre bacterias cultivadas. in vitro en condiciones de laboratorio. Los científicos creen que el próximo desafío será extender estos estudios a condiciones más «realistas». El primer paso en esta dirección ya se ha dado: «Actualmente estamos decodificando el interactoma de ARN de Salmonela en las células huésped infectadas «, explica Jörg Vogel. La resistencia a los antibióticos es una de las principales amenazas para la salud de nuestro tiempo, por lo que nuestra investigación básica se esfuerza por contribuir al desarrollo de nuevas terapias».