El mecanismo molecular utilizado por muchas bacterias para matar células vecinas tiene redundancia incorporada en su composición genética, lo que podría permitir que el mecanismo se exprese en diferentes entornos. Algunas cepas de bacterias luminiscentes que compiten por colonizar los órganos ligeros del bobtail hawaianolos calamares matan las células cercanas de diferentes cepas bacterianas usando el "sistema de secreción tipo VI T6SS". Investigadores de Penn State y la Universidad de Wisconsin-Madison han demostrado ahora que los genomas de estas bacterias contienen dos copias de un gen requerido para T6SS yque el sistema aún funciona cuando cualquiera de las copias del gen está desactivada, pero no ambas.
Un artículo que describe la investigación, que proporciona información sobre los mecanismos moleculares de la competencia entre bacterias en un microbioma, aparece en línea en el Revista de Bacteriología .
"Muchos organismos, incluidos los humanos, adquieren bacterias de su entorno", dijo Tim Miyashiro, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en Penn State y líder del equipo de investigación. "Estas bacterias pueden contribuir a las funciones dentro del organismo huésped,por ejemplo, cómo nuestras bacterias intestinales nos ayudan a digerir los alimentos. Estamos interesados en las interacciones dinámicas entre las células bacterianas y entre las bacterias y su huésped para comprender mejor estas relaciones simbióticas mutuamente beneficiosas ".
Las células de una especie bioluminiscente de bacterias marinas, Vibrio fisheri, se instalan en el órgano ligero de un calamar bobtail recién nacido. Por la noche, la bacteria produce un resplandor azul que los investigadores creen que oscurece la silueta del calamar y ayuda a protegerlo de los depredadoresEl órgano ligero tiene bolsillos, o criptas, en la piel del calamar que proporcionan nutrientes y un ambiente seguro para las bacterias.
"Cuando el calamar sale del cascarón, todavía no tiene ninguna bacteria en su órgano ligero", dijo Miyashiro. "Las bacterias en el medio ambiente colonizan rápidamente el órgano ligero del calamar. Cada cripta puede estar ocupada por varias cepas diferentes inicialmente. Algunas deestas diferentes cepas bacterianas pueden coexistir, pero otras, las bacterias que usan el sistema T6SS, matan las células de otras cepas ".
En el laboratorio, los investigadores pueden controlar qué cepas bacterianas están presentes en el medio ambiente del calamar para incubar y estudiar sus interacciones. Una cepa de V. fisheri conocida como FQ-A001 usa el sistema T6SS. Si esta cepa ocupa una cripta concélulas de una cepa que no utiliza el sistema T6SS, puede matar esas células y hacerse cargo por completo de la cripta. El sistema T6SS, que está codificado en el genoma de muchas bacterias como un grupo de genes, funciona casi como una aguja hipodérmicaque puede inyectar toxinas en las células vecinas.
"Desactivamos un gen en el grupo T6SS llamado hcp para estudiar su papel en la capacidad de FQ-A001 de matar otras bacterias", dijo Miyashiro. "El gen hcp codifica una proteína que forma parte de la estructura del sistema T6SS ytambién es una de las moléculas secretadas por el sistema para matar otras células. Por lo tanto, nos sorprendió que el sistema T6SS todavía funcionara en estas bacterias ".
Luego, los investigadores localizaron otra copia del gen hcp fuera del grupo de genes T6SS en el genoma de FQ-A001 que codificaba una proteína idéntica. La desactivación de esta copia del gen, llamada hcp1, tampoco tuvo impacto en la capacidad de la bacteriamatar otras células. Pero cuando los investigadores desactivaron ambas copias del gen hcp, el sistema T6SS ya no podía funcionar y la bacteria FQ-A001 podía coexistir con otras cepas en el órgano ligero de un calamar. Los investigadores también podían rescatar a T6SSfuncionan al inducir la expresión de Hcp en bacterias FQ-A001 con sus dos copias naturales de hcp desactivadas.
"Las dos copias del gen hcp parecen ser completamente redundantes funcionalmente", dijo Miyashiro. "Saber esto nos ayuda a comprender mejor los mecanismos moleculares que subyacen al establecimiento de las relaciones simbióticas entre las bacterias y sus huéspedes".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Sam Sholtis. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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