Pequeñas moléculas con doble función
Cómo un pequeño ARN y una pequeña proteína regulan el metabolismo de la bacteria del cólera y la producción de la toxina del cólera
El intestino humano es un hábitat multiespecífico que puede controlar nuestra salud y bienestar. Las bacterias, los virus y los hongos microbianos forman parte de esta compleja comunidad microbiana y nos ayudan en la digestión y la defensa inmunitaria. Si la flora intestinal se ve perjudicada, por ejemplo, por agua potable contaminada o alimentos infectados por gérmenes, esto puede dar lugar a enfermedades infecciosas. Los investigadores del Grupo de Excelencia "Equilibrio del Microverso" de la Universidad Friedrich Schiller de Jena están investigando cómo las bacterias del cólera consiguen alterar el equilibrio intestinal y, al mismo tiempo, producir una toxina patógena. En el número actual del "EMBO Journal", presentan un mecanismo molecular hasta ahora desconocido para la producción de la toxina del cólera.
Micrografía electrónica del patógeno del cólera Vibrio cholerae (coloreada).
Kai Papenfort/Liana Franke (Uni Jena)
En el centro de este mecanismo se encuentra un pequeño ácido ribonucleico (sRNA), junto con una pequeña proteína. "Los pequeños ácidos ribonucleicos y las pequeñas proteínas se han pasado por alto en el pasado, pero desempeñan un papel importante en la fisiología de los microorganismos", explica el profesor Kai Papenfort. "Los mecanismos moleculares por los que funcionan estas pequeñas moléculas se han explorado hasta ahora de forma incompleta", prosigue Papenfort, profesor de Microbiología General de la Universidad de Jena.
El ácido ribonucleico interviene en dos niveles distintos en el metabolismo del patógeno del cólera
En su publicación, Papenfort y su equipo han podido demostrar que una única molécula de ARN, denominada VcdRP (Vibrio cholerae dual RNA and protein), interviene en dos niveles distintos en el metabolismo del patógeno del cólera y controla así sus efectos nocivos. "Por un lado, la molécula de ARNs contenida en VcdRP inhibe la producción de la toxina del cólera. Por otro lado, este pequeño ácido ribonucleico también adopta simultáneamente el papel de una pieza de información genética y codifica el plano de una pequeña proteína reguladora", dice Papenfort. Esta proteína, a su vez, activa una vía metabólica central que convierte el carbono de la dieta en energía y bloques de construcción biosintéticos como los aminoácidos.
"Nuestro trabajo demuestra que la producción de toxinas y, por tanto, las propiedades causantes de la enfermedad de la bacteria del cólera están directamente relacionadas con su metabolismo", afirma Papenfort. Por primera vez, los investigadores han podido identificar un ARNs con esa doble función en la bacteria del cólera. Sus hallazgos proporcionan una base importante para desarrollar nuevas formas de combatir el cólera. Al mismo tiempo, los nuevos datos podrían ser útiles en aplicaciones biotecnológicas con microorganismos que utilizan el mismo mecanismo molecular que el del ARN de doble función. Con su investigación, el equipo dirigido por Papenfort apoya el objetivo del Cluster de comprender los mecanismos fundamentales de las comunidades microbianas y desarrollar enfoques terapéuticos innovadores.
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