En 2015, los investigadores de EPFL dirigidos por Melanie Blokesch publicaron un artículo seminal en ciencia mostrando que la bacteria responsable del cólera Vibrio cholerae , utiliza una lanza cargada por resorte para apuñalar literalmente a las bacterias vecinas y robar su ADN. Identificaron el mecanismo de la lanza como el llamado "sistema de secreción de tipo VI" o T6SS, también utilizado para la competencia interbacteriana por muchas otras bacterias.
V. cholerae utiliza su T6SS para competir con otras bacterias en su entorno acuático y adquirir nuevo material genético, que el patógeno absorbe e intercambia contra algunas partes de su propio genoma. Este modo de "transferencia horizontal de genes" conduce a una rápida evolución y aparición de patógenos.El patógeno V. cholerae ha causado siete grandes pandemias de cólera desde 1817 y, según los datos actuales de la OMS, todavía mata a más de 100,000 personas cada año e infecta a hasta 4 millones más, principalmente en países pobres o subdesarrollados.
Ahora, el grupo de Blokesch ha descubierto la extensión del ADN que V. cholerae puede robar en un solo ataque: más de 150,000 pares de bases de ácido nucleico, o aproximadamente 150 genes de una sola vez la bacteria del cólera transporta alrededor de 4,000 genes en total. Los investigadores calcularon este número secuenciando el genoma completo de casi 400 V. cholerae cepas antes y después de robar ADN de sus bacterias vecinas.
Estudios previos han tratado de establecer cuánto ADN competente puede absorber e integrar bacterias en su genoma al alimentarlos con grandes cantidades de ADN purificado. Sin embargo, esto no refleja las condiciones naturales en las que viven y operan las bacterias, durante largos períodosde ADN libre son escasos en el medio ambiente. V. cholerae el robo de ADN mediado por T6SS, sin embargo, permite que la bacteria adquiera fragmentos de ADN recién liberados y largos. Este comportamiento bacteriano está estrechamente relacionado con las superficies quitinosas por ejemplo, conchas en las que la bacteria generalmente vive en los océanos y estuarios.
Para abordar esto, los investigadores de EPFL estudiaron dos cepas no relacionadas "no clonales" de V. cholerae en cocultivos con quitina. Esto les permitió determinar la frecuencia y el alcance de los intercambios de ADN entre las dos cepas, en condiciones más naturales.
El estudio, dirigido por la estudiante de doctorado Noémie Matthey, descubrió que V. cholerae las cepas que portan un sistema T6SS funcional e inducible por quitina son mucho más eficientes en la transferencia de ADN que las bacterias que no lo hacen. La bacteria depredadora adquirió grandes regiones genómicas de su presa muerta, hasta los 150,000 pares de bases mencionados anteriormente.
Los autores concluyen que el "estilo de vida" ambiental de V. cholerae permite el intercambio de material genético con suficiente capacidad de codificación que puede acelerar significativamente la evolución de la bacteria.
"Este hallazgo es muy relevante en el contexto de la evolución bacteriana", dice Blokesch. "Sugiere que las bacterias ambientales podrían compartir un conjunto de genes común, lo que podría hacer que sus genomas sean altamente flexibles y los microbios sean propensos a una adaptación rápida".
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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