El arma oculta de las bacterias: toxinas encerradas en una cápsula asegurada por un corcho
Los nuevos conocimientos sobre el sistema de secreción del tipo VI de las bacterias podrían ayudar a desarrollar aplicaciones antibacterianas y antifúngicas
El microbioma alberga unos 100 billones de bacterias, que existen como una densa colonia de muchas cepas y especies diferentes. Al igual que todos los organismos, las bacterias también deben competir entre sí por el espacio y los recursos, entablando una "guerra" al liberar toxinas para matar a sus competidores. Una de las muchas armas que utilizan las bacterias en esta inevitable lucha es el sistema de secreción de tipo VI (T6SS), que libera efectores tóxicos a sus enemigos. Los grupos de Stefan Raunser, del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Dortmund, y de John Whitney, de la Universidad McMaster de Canadá, han desvelado ahora la estructura tridimensional de alta resolución de un efector de este tipo de Pseudomonas protegens mediante criomicroscopía electrónica. La proteína efectora, llamada RhsA, tiene un componente tóxico que se encuentra abierto y listo para ser disparado dentro de un capullo molecular sellado por una estructura similar a un corcho. Sus descubrimientos no sólo ayudarán a comprender el funcionamiento de la maquinaria T6SS, sino que también favorecerán el futuro desarrollo de tratamientos antibacterianos y estrategias de protección de las plantas.
Estructura 3D del efector RhsA de Pseudomonas protegens. RhsA encapsula su dominio efector tóxico (rojo). El capullo está sellado por la estructura de corcho (amarillo). La separación en el interior de RhsA se produce a través del dominio azul de autoproteólisis.
MPI of Molecular Physiology
Modelo que muestra el armado del efector (azul) y el dardo venenoso (verde). Inicialmente, el sello y la toxina se escinden (tijeras) del resto de la proteína que se une al dardo venenoso.
MPI of Molecular Physiology
La beneficiosa bacteria Pseudomonas protegens protege a las plantas de hongos y bacterias. Sin embargo, detrás de este acto aparentemente desinteresado se esconde un complejo sistema por el que la bacteria intenta ocupar un nicho biológico eliminando a sus competidores. Para ello, las bacterias han desarrollado todo un arsenal de venenos y una variedad de sistemas de inyección que las preparan para la batalla.
Como un dardo venenoso
Una de las maquinarias de inyección más utilizadas en las bacterias Gram negativas es el sistema de secreción de tipo VI. Cuando esta maquinaria se activa, se ensambla un nanotubo en el interior de la célula, a través del cual se dispara un dardo venenoso con proteínas tóxicas mortales en su punta hacia un competidor. La estructura 3D de una de estas proteínas tóxicas, el efector bacteriano RhsA, ha sido resuelta ahora por el equipo de Stefan Raunser junto con el de John Whitney. Los científicos descubrieron que el efector RhsA consta de tres piezas de conexión: el arma tóxica propiamente dicha, un capullo que la rodea y un tapón en forma de corcho que sella por completo el capullo que encapsula la toxina.
Desbloquear un arma bacteriana
"El capullo protege a la bacteria de su propia toxina", explica Stefan Raunser. "Ya habíamos observado una estrategia muy similar en las toxinas Tc bacterianas". Los científicos han demostrado que la propia proteína efectora escinde el sello y la toxina del resto de la proteína, liberando así el arma mortal. Sin embargo, la liberación del componente tóxico aún no es posible, ya que el sello mantiene el capullo asegurado. "Sospechamos que cuando el dardo venenoso penetra en la bacteria enemiga, se genera una fuerza mecánica para eliminar el sello escindido, de forma similar a cuando se descorcha un corcho de champán. Esto garantizaría que la toxina se libera en el lugar y el momento adecuados", afirma Stefan Raunser.
En una serie de proyectos de colaboración anteriores, los científicos ya han adquirido muchos conocimientos sobre el funcionamiento del sistema de inyección del T6SS. Pudieron revelar cómo se transportan los efectores dentro de la célula, cómo se cargan en el dardo venenoso y cómo éste se introduce en la célula huésped. "Nuestro último trabajo de colaboración proporciona ahora conocimientos moleculares sobre el proceso de armado de los efectores de Rhs y su importancia para la liberación de la toxina. Soy muy optimista en cuanto a que nuestra colaboración continuada descubrirá aún más detalles de la maquinaria de la T6SS. Esto podría permitir algún día la ingeniería de bacterias con capacidades mejoradas de supresión de patógenos, útiles para aplicaciones antibacterianas y antifúngicas", afirma John Whitney.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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