Innumerables libros de texto han caracterizado a las bacterias como simples y desorganizadas gotas de moléculas.
Ahora, utilizando tecnologías avanzadas para explorar el funcionamiento interno de las bacterias con un detalle sin precedentes, los biólogos de la Universidad de California en San Diego han descubierto que, de hecho, las bacterias tienen más en común con las células humanas sofisticadas de lo que se sabía anteriormente.
Publicando su trabajo el 13 de junio en la revista Celda , los investigadores de UC San Diego que trabajan en los laboratorios del profesor Joe Pogliano y la profesora asistente Elizabeth Villa han proporcionado el primer ejemplo de carga dentro de células bacterianas que transitan a lo largo de estructuras similares a cintas de correr en un proceso similar al que ocurre en nuestras propias células.
"No es que las bacterias sean aburridas, pero anteriormente no teníamos una muy buena capacidad para observarlas en detalle", dijo Villa, uno de los autores correspondientes del artículo. "Con las nuevas tecnologías podemos comenzar a comprender el sorprendente interiorvida de las bacterias y mire todos sus principios organizacionales muy sofisticados "
El primer autor del estudio, Vorrapon Chaikeeratisak, de la División de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego, y sus colegas analizaron el bacteriófago Pseudomonas gigante también conocido como fago, el término utilizado para describir los virus que infectan las células bacterianas. Las primeras informaciones de los laboratorios de Pogliano y Villa descubrieron queLos fagos convierten las células que han infectado en células de tipo mamífero con una estructura similar a un núcleo ubicada en el centro, formada por una cubierta de proteína que rodea el ADN del fago replicado. En el nuevo estudio, los investigadores documentaron un proceso nunca antes visto que transporta componentes virales llamados cápsidas aADN en la estructura central similar a un núcleo. Siguieron a medida que las cápsidas se movían desde un sitio de ensamblaje en la membrana del huésped, traficaban en un camino en forma de cinta transportadora hecha de filamentos y finalmente llegaban a su destino final de ADN de fago.
"Montan a lo largo de una cinta de correr para llegar al lugar donde se encuentra el ADN dentro de la cubierta de la proteína, y eso es fundamental para el ciclo de vida del fago", dijo Pogliano, profesor de la Sección de Biología Molecular. "Nadieha visto esta carga intracelular viajando a lo largo de un filamento en células bacterianas antes "
"La forma en que este fago gigante se replica dentro de las bacterias es tan fascinante", dijo Chaikeeratisak. "Hay muchas más preguntas para explorar sobre los mecanismos que utiliza para hacerse cargo de la célula huésped bacteriana".
La puerta al nuevo descubrimiento fue una combinación de investigación de microscopía de fluorescencia de lapso de tiempo, que ofrecía una amplia perspectiva de movimiento dentro de la célula, similar a la perspectiva de un mapa de carreteras de Google Earth, en coordinación con la tomografía crioelectrónica, queproporcionaba la capacidad de acercarse a una vista de "nivel de calle" que permitía a los científicos analizar componentes en una escala de vehículos individuales y personas dentro de ellos.
Villa dijo que la perspectiva de cada técnica ayudó a proporcionar respuestas clave, pero también trajo nuevas preguntas sobre los mecanismos de transporte y distribución dentro de las células bacterianas. Kanika Khanna, miembro estudiantil de ambos laboratorios, está capacitada para usar ambas tecnologías para obtener datos y conocimientos de cada uno.
"Acercar y alejar nos permitió observar un ejemplo único en el que las cosas simplemente no se difunden al azar dentro de las células bacterianas", dijo Khanna. "Estos fagos han desarrollado un mecanismo de transporte sofisticado y dirigido utilizando filamentos para replicar dentro de sus anfitriones queno podríamos haber visto lo contrario "
Los fagos infectan y atacan muchos tipos de bacterias y se sabe que viven naturalmente en el suelo, el agua de mar y los humanos. Pogliano cree que los nuevos hallazgos son importantes para comprender más sobre el desarrollo evolutivo de los fagos, que han sido objeto de atención reciente.
"Los virus como el fago se han estudiado durante 100 años, pero ahora están recibiendo un renovado interés por el potencial de usarlos para la terapia de fagos", dijo Pogliano.
El tipo de fago estudiado en el nuevo artículo es el tipo que algún día podría usarse en nuevos tratamientos para curar una variedad de infecciones.
El año pasado, la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego comenzó el Centro de Aplicaciones y Terapias Innovadoras de Fagos IPATH, que se lanzó para desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades infecciosas a medida que la resistencia generalizada a los antibióticos tradicionales continúa creciendo.
"Si entendemos cómo operan los fagos dentro de las bacterias y qué hacen, el objetivo final sería que puedas comenzar a diseñar fagos a medida para infecciones particulares que son resistentes", dijo Villa.
Además de Chaikeeratisak, Khanna, Pogliano y Villa, los coautores del estudio incluyen a Katrina Nguyen, Joseph Sugie, MacKennon Egan, Marcella Erb, Anastasia Vavilina y Kit Pogliano de la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego; Poochit Nonejuie de la Universidad Mahidol enTailandia; y Eliza Nieweglowska y David Agard de UC San Francisco.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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