Dañadas pero no derrotadas: las bacterias utilizan nanoarmas para responder a los ataques
Nuevos conocimientos sobre los mecanismos de defensa bacterianos
Algunas bacterias despliegan diminutos arpones para responder a los ataques de sus rivales. Investigadores de la Universidad de Basilea imitaron los ataques pinchando a las bacterias con una punta ultraafilada. Gracias a este método, han descubierto que las bacterias ensamblan sus nanoarmas en respuesta a daños en la envoltura celular y contraatacan rápidamente con gran precisión.
Las bacterias Pseudomonas despliegan sus nanopistolas cuando son dañadas por una punta afilada (15.000 aumentos).
University of Basel, Biozentrum/SNI Nano Imaging Lab
En el mundo de los microbios, la coexistencia pacífica va de la mano de una feroz competencia por los nutrientes y el espacio. Ciertas bacterias superan a sus rivales y se defienden de los atacantes inyectándoles un cóctel letal mediante diminutos arpones de tamaño nanométrico, conocidos como sistemas de secreción de tipo VI (T6SS).
Las bacterias responden a los daños en la envoltura celular
El grupo de investigación dirigido por el profesor Marek Basler, del Biozentrum de la Universidad de Basilea, lleva muchos años estudiando los T6SS de distintas especies bacterianas. "Sabíamos que Pseudomonas aeruginosa utiliza su T6SS para responder al ataque", explica Basler. "Pero no sabíamos qué es exactamente lo que desencadena el ensamblaje de la nanopistola: ¿el contacto con vecinos, moléculas tóxicas o simplemente daño celular?".
En estrecha colaboración con Roderick Lim, Catedrático Argovia de Nanobiología del Biozentrum y del Instituto Suizo de Nanociencia (SNI), los investigadores lo han demostrado ahora: Pseudomonas aeruginosa responde a las roturas de la membrana externa, iniciadas por una fuerza mecánica, como pincharla con una punta afilada. El estudio se ha publicado en Science Advances.
Pinchar la envoltura bacteriana con una "aguja" diminuta
El laboratorio de Roderick Lim es experto desde hace tiempo en tecnología de microscopía de fuerza atómica (AFM). "Usando AFM, hemos sido capaces de imitar un ataque bacteriano T6SS", dice Mitchell Brüderlin, estudiante de doctorado en la Escuela de Doctorado SNI y primer autor del estudio. "Con la punta de AFM, afilada como una aguja, podemos tocar la superficie bacteriana y, aumentando gradualmente la presión, perforar la membrana externa y la interna de forma controlada".
En combinación con la microscopía de fluorescencia, los investigadores revelaron que las bacterias responden al daño de la membrana externa. "En menos de diez segundos, las bacterias reúnen su T6SS, a menudo repetidamente, en el lugar del daño y disparan con precisión milimétrica", añade Basler. "Nuestro trabajo demuestra claramente que la rotura de la membrana externa es necesaria y suficiente para desencadenar el ensamblaje de la T6SS".
Nuevos conocimientos sobre los mecanismos de defensa bacterianos
El mayor reto para los investigadores fue el tamaño y la forma de las bacterias. "Hasta ahora sólo habíamos utilizado el AFM para estudiar células eucariotas, incluidas las humanas", explica Lim. "Pero las bacterias Pseudomonas son más de diez veces más pequeñas que las células humanas, así que fue exigente pincharlas en un sitio concreto".
En el ecosistema microbiano, la supervivencia es cuestión de estrategia, y Pseudomonas aeruginosa domina el arte de la defensa. "La represalia selectiva y rápida contra los ataques locales minimiza los fallos de disparo y optimiza la relación coste-beneficio", afirma Basler. Esta inteligente táctica proporciona a Pseudomonas una ventaja de supervivencia que le permite incapacitar a los atacantes y prosperar en entornos diversos y a menudo difíciles.
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.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
