Una nueva investigación realizada por académicos de la Universidad de Exeter muestra que la diversidad genética ayuda a reducir la propagación de enfermedades al limitar la evolución del parásito.
La idea de que la diversidad del huésped puede limitar los brotes de enfermedades no es nueva. Por ejemplo, los monocultivos de cultivos en la agricultura, que carecen de diversidad genética, pueden sufrir brotes de enfermedades graves que se extienden por toda la población. ¿Pero por qué es esto?
El estudio dirigido por la Universidad de Exeter proporciona una respuesta. Para estudiar los efectos de la diversidad del huésped en la propagación de la enfermedad, los investigadores utilizaron un virus que puede infectar y matar bacterias. Las bacterias se defienden utilizando un sistema inmunológico sofisticado, conocido como CRISPR-Cas, que captura fragmentos aleatorios de ADN del virus. Esta "memoria genética" protege a las bacterias contra futuras infecciones.
CRISPR-Cas genera mucha diversidad porque cada bacteria captura una pieza diferente de ADN del virus. Por lo tanto, después de la exposición al virus, cada bacteria con inmunidad CRISPR-Cas es única y, por lo tanto, la diversidad en la población es alta. Esto resultó ser ideal parapruebe si y por qué la diversidad del huésped limita la propagación de la enfermedad.
En sus experimentos, los investigadores aislaron bacterias individuales y las cultivaron en monocultivo, o las mezclaron en diversas poblaciones. La Dra. Stineke van Houte recuerda: "Los virus pueden propagarse en monocultivos pero cuando las bacterias individuales se mezclan,el virus se extinguió muy rápidamente. Esto reveló un fuerte efecto de monocultivo en nuestro sistema experimental ".
Luego, los investigadores investigaron por qué los virus podrían persistir mucho más fácilmente en monocultivos en comparación con diversas poblaciones de huéspedes bacterianos. Descubrieron que esto se debió a la rápida evolución del virus, que evolucionó para superar la inmunidad CRISPR-Cas de los monocultivos de huéspedes bacterianos. Sin embargo, en poblaciones bacterianas mixtas, que tienen mucha más diversidad genética en el sistema CRISPR-Cas, el virus no pudo evolucionar y, por lo tanto, se extinguió, por lo que se demostró que la capacidad de los virus para desarrollar una alta infectividad depende directamente del nivel dehospedar la diversidad genética. Por lo tanto, mezclar monocultivos juntos puede aumentar el nivel de inmunidad de la población en su conjunto, una característica conocida como inmunidad de rebaño.
Es probable que las ideas conceptuales de esta investigación fundamental sobre las bacterias y sus virus sean generales y, por lo tanto, las conclusiones podrían tener una aplicación futura en, por ejemplo, la agricultura y la biología de la conservación.
El artículo, "Los beneficios generadores de diversidad de un sistema inmunitario adaptativo procariota", se publica en la revista Naturaleza .
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Materiales proporcionados por Universidad de Exeter . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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