Los científicos de la Universidad de Texas en Austin, la Facultad de medicina de la Universidad de Stanford y otras dos instituciones han descubierto que las bacterias tienen un sistema que puede reconocer e interrumpir virus peligrosos utilizando un mecanismo recientemente identificado que involucra ácido ribonucleico ARN. Es similaral sistema CRISPR / Cas que captura ADN extraño. El descubrimiento podría conducir a mejores formas de frustrar los virus que matan los cultivos agrícolas e interferir con la producción de productos lácteos como el queso y el yogur.
La investigación aparece en línea el 25 de febrero en la revista ciencia .
Tanto el ARN como el ADN son críticos para la vida. En los humanos y en muchos otros organismos, las moléculas de ADN actúan como los planos del cuerpo, mientras que las moléculas de ARN actúan como el equipo de construcción, leyendo los planos, construyendo el cuerpo y manteniendo las funciones de la vida.
El equipo de investigación descubrió por primera vez que las bacterias pueden arrebatar trozos de ARN de los invasores, como los virus, e incorporar el ARN a sus propios genomas, utilizando esta información como algo similar a las fotos policiales. Luego ayudan a las bacterias a reconocer e interrumpir peligrosvirus en el futuro.
"Este mecanismo tiene un propósito defensivo en bacterias", dice Alan Lambowitz, director del Instituto de Biología Celular y Molecular de UT Austin y coautor principal del artículo ". Se podría imaginar trasplantarlo a otros organismos y usarlocomo una especie de detector de virus "
El mecanismo recientemente descubierto almacena tanto el ADN como el ARN de los virus en el genoma de una bacteria. Eso tiene sentido desde un punto de vista evolutivo, dicen los investigadores, dado que algunos virus están basados en el ADN y otros en el ARN.
Lambowitz dice que como siguiente paso, los investigadores pueden examinar cómo diseñar genéticamente un cultivo como los tomates para que cada una de sus células lleve este detector de virus. Luego, los investigadores podrían realizar experimentos de laboratorio controlados en los que alteran las condiciones ambientales para verqué efectos tienen los cambios en la transmisión de patógenos.
"La combinación de estas plantas con el medio ambiente al que se enfrentan, ya sea natural o mediante la aplicación de herbicidas, insecticidas o fungicidas, podría conducir al descubrimiento de cómo los patógenos están llegando a estas plantas y qué vectores potenciales podrían ser", dice GeorgMohr, investigador asociado en UT Austin y coautor del artículo.
Otra aplicación podría ser en la industria láctea, donde los virus infectan rutinariamente las bacterias que producen queso y yogurt, lo que hace que el proceso de producción se ralentice o incluso evite que se complete. Actualmente, prevenir infecciones es complicado y costoso. Lambowitz yMohr dice que las bacterias lácteas podrían diseñarse para registrar sus interacciones de virus y defenderse contra infecciones posteriores.
Este mecanismo de defensa basado en ARN está estrechamente relacionado con un mecanismo previamente descubierto, llamado CRISPR / Cas, en el que las bacterias arrebatan trozos de ADN y los almacenan como fotografías. Ese método ha inspirado una nueva forma de editar los genomas de prácticamente cualquierorganismo vivo, lanzando una revolución en la investigación biológica y desencadenando una guerra de patentes, pero los investigadores dicen que no anticipan que este nuevo descubrimiento jugará un papel en ese tipo de edición de genes. Sin embargo, el mecanismo enzimático utilizado para incorporar segmentos de ARN en elEl genoma es novedoso y tiene posibles aplicaciones biotecnológicas.
Los investigadores descubrieron este nuevo mecanismo de defensa en un tipo de bacteria comúnmente encontrada en el océano llamada Marinomonas mediterranea . Es parte de una clase de microbios llamados Gammaproteobacteria, que incluyen muchos patógenos humanos como los que causan cólera, peste, infecciones pulmonares e intoxicación alimentaria.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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