Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias. Utilizando herramientas de última generación, los científicos de EPFL han descrito una "cola" de un millón de átomos que los bacteriófagos usan para romper las superficies bacterianas. El avance tiene importantes implicaciones para la ciencia y la medicina, como los bacteriófagosson ampliamente utilizados en la investigación.
Para infectar bacterias, la mayoría de los bacteriófagos emplean una 'cola' que apuñala y perfora la membrana de la bacteria para permitir el paso del material genético del virus. Las colas más sofisticadas consisten en una envoltura contráctil que rodea un tubo similar a un resorte helicoidal estirado en elnanoescala. Cuando el virus se adhiere a la superficie bacteriana, la vaina se contrae y conduce el tubo a través de ella. Todo esto está controlado por una estructura de placa base de un millón de átomos al final de la cola. Los científicos de EPFL ahora han demostrado, en detalle atómico, cómoLa placa base coordina la unión del virus a una bacteria con la contracción de la vaina de la cola. Naturaleza y tiene implicaciones importantes para la ciencia y la medicina.
Los fagos están ampliamente distribuidos en el planeta. Acompañan a las bacterias en todas partes, en el suelo, el agua, las aguas termales, la floración de algas, los intestinos de los animales, etc. y tienen un impacto dramático en la diversidad de las poblaciones bacterianas, incluyendo, por ejemplo,microbioma del intestino humano. Los fagos también son herramientas indispensables en genética y biología molecular, e incluso se están desarrollando como una alternativa a los antibióticos. Sin embargo, los mecanismos por los cuales estos virus se unen a sus células huésped y entregan su material genético siguen siendo poco conocidos.
El laboratorio de Petr Leiman en EPFL ahora ha creado un modelo detallado a nivel de átomo de la transformación de la placa base de un fago, una estructura importante que controla la capacidad del fago para encontrar su bacteria objetivo y unirse a ella, contraer su cola yinyecte su ADN. Todo el complejo de placa base-tubo de cola consta de un millón de átomos, formando 145 cadenas de 15 proteínas diferentes, la mayoría de las cuales tuvieron que ser modeladas desde cero. Para hacer esto, el laboratorio de Leiman utilizó el estado de laequipo de arte del Centro de Imágenes Celulares y NanoAnalítica C-CINA de la Universidad de Basilea y los recursos informáticos del departamento de Computación de Alto Rendimiento de EPFL.
Los científicos también pudieron identificar un conjunto mínimo de componentes moleculares en la placa base que funcionan juntos como engranajes en miniatura para controlar la actividad de la cola del virus. Estos componentes y el mecanismo funcional subyacente son los mismos en muchos virus e inclusobacterias que usan estructuras similares a la cola para inyectar toxinas en las células vecinas.
"Estos hallazgos son importantes para nuestra comprensión de cómo funcionan estos sistemas contráctiles en forma de cola", dice Leiman. "Pero también establecen un punto de referencia para la complejidad de los sistemas biológicos que pueden describirse a nivel atómico".contiene casi tantas bacterias como células humanas 30-40 billones, y la microbiota intestinal humana probablemente representará un objetivo importante para la medicina personalizada en el futuro ". Está claro que necesitamos comprender los mecanismos detallados por los cuales estas bacterias interactúanentre sí y cómo los fagos están involucrados en estas interacciones "
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Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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