Muchas bacterias interactúan con su entorno a través de estructuras similares a pelos conocidas como pili, que se adhieren y ayudan a mediar la infección de los organismos huéspedes, entre otras cosas. Ahora un equipo de investigación estadounidense-japonés, incluidos científicos del Acelerador Nacional SLAC del Departamento de EnergíaEl laboratorio descubrió que ciertas bacterias prevalentes en el intestino y la boca humanos ensamblan sus pili de una manera previamente desconocida, información que podría abrir nuevas formas de combatir las infecciones.
Muchas bacterias interactúan con su entorno a través de estructuras similares a pelos conocidas como pili, que se adhieren y ayudan a mediar la infección de los organismos huéspedes, entre otras cosas. Ahora un equipo de investigación estadounidense-japonés, incluidos científicos del Acelerador Nacional SLAC del Departamento de EnergíaEl laboratorio descubrió que ciertas bacterias prevalentes en el intestino y la boca humanos ensamblan sus pili de una manera previamente desconocida, información que podría abrir nuevas formas de combatir las infecciones.
Las bacterias pertenecen a la clase Bacteroidia, cuya relación con los humanos se describe mejor como un "toma y daca" mutuo: dependemos de ellos para el procesamiento de alimentos, y dependen de nosotros como fuente de alimento. Las alteraciones de este delicado equilibrio puedentener graves consecuencias, que van desde la enfermedad de las encías hasta la enfermedad inflamatoria intestinal y el cáncer.
"Pili también puede ser un factor clave de virulencia en estas bacterias", dice Ian Wilson, miembro de la facultad del Instituto de Investigación Scripps en La Jolla e investigador principal del Centro Conjunto de Genómica Estructural JCSG. "Si podemos diseñarpequeñas moléculas que se unen a los pili y alteran la función bacteriana, podríamos desarrollar terapias que neutralicen sus efectos nocivos ".
El nuevo estudio, publicado el 7 de abril en Celda , proporciona pistas sobre cómo se forman los pili en la clase de Bacteroidia, que es un paso importante hacia el diseño de intervenciones médicas.
Los científicos ya sabían que los pili están hechos de bloques de construcción de proteínas individuales, o pilins, apilados uno encima del otro. Los pili crecen agregando más y más pilins a la estructura alargada hasta que su crecimiento termina al anclarlos a la superficie del microbio.
Sin embargo, si bien los detalles moleculares de la formación de pili se han estudiado ampliamente en una variedad de microorganismos, no se conocían para Bacteroidia.
Cuando el JCSG analizó los datos del proyecto del microbioma humano, que contiene información genética de bacterias que habitan en el cuerpo humano, descubrieron que las instrucciones genéticas para fabricar las pilinas de Bacteroidia eran bastante diferentes a las de otras pilinas bacterianas.los pili resultantes también fueron diferentes?
Para averiguarlo, Wilson y sus colegas investigadores utilizaron poderosos rayos X para observar las estructuras atómicas de 20 pilinas de Bacteroidia diferentes, en experimentos llevados a cabo en gran medida en la Fuente de Luz de Radiación Sincrotrón Stanford SSRL de SLAC, una Instalación de Usuario de la Oficina de Ciencia de la DOEEstas estructuras, junto con estudios bioquímicos realizados por el laboratorio de Koji Nakayama en Nagasaki, Japón, confirmaron que las pilinas de Bacteroidia realmente forman un nuevo tipo de pili.
"El hallazgo más sorprendente fue que las pilinas de Bacteroidia tienen características distintas que no se observan en otras pilinas", dice el autor principal del estudio, Qingping Xu, un ex científico del SSRL y JCSG. "En Bacteroidia, la formación de pili requiere pasos adicionales que involucraningeniería de cada pilina en la cadena de proteínas, por ejemplo cortando partes de la proteína para permitir que se produzca el alargamiento y el ensamblaje ".
El estudio, que sugiere que el mecanismo recientemente descubierto de ensamblaje de pili está muy extendido en las bacterias intestinales, podría informar a los investigadores sobre la forma en que los microbios interactúan con sus anfitriones en el intestino. A la larga, estos datos también podrían informar el diseño demedicamentos dirigidos a pili para prevenir enfermedades.
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Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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