Se han identificado dos factores que controlan la expresión de un gen clave requerido por las bacterias luminiscentes para matar las células bacterianas competidoras. El hallazgo, realizado por investigadores de Penn State, arroja luz sobre los mecanismos moleculares que permiten que diferentes cepas de bacterias compitan y establezcansimbiosis en el calamar hawaiano. En consecuencia, el estudio, que aparece en línea en el Revista de Bacteriología , se suma a nuestra comprensión de cómo se determina la composición del microbioma de un huésped, y puede ser aplicable a microbiomas más complejos en humanos.
"Estamos tratando de entender cómo las bacterias interactúan entre sí en el contexto de una simbiosis entre animales y microbios", dijo Tim Miyashiro, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en Penn State y el líder del equipo de investigación. "Con muchosDe estas simbiosis, la superficie del tejido huésped se convierte en un ecosistema donde las células de diferentes especies y cepas de bacterias interactúan y compiten por los recursos. Sabíamos que algunas de estas cepas bacterianas tienen la capacidad de atacar y matar otras cepas, pero no lo hicimos"No sé cómo este mecanismo está regulado genéticamente".
Cuando un calamar bobtail hawaiano sale del cascarón, las bacterias bioluminiscentes en el entorno circundante comienzan a colonizar pequeños huecos llamados criptas en el órgano de luz del calamar. Las bacterias encuentran refugio y un ambiente rico en nutrientes dentro de las criptas, donde producen un resplandor azul que los investigadorescree que ayuda a ocultar los calamares nocturnos de los depredadores a continuación. Algunas cepas de esta bacteria, Vibrio fischeri, emplean un mecanismo similar a una aguja conocido como un sistema de secreción de tipo VI T6SS para inyectar toxinas y matar las células bacterianas cercanas. Cepas que usan T6SSmatará cepas bacterianas susceptibles en una cripta, mientras que aquellas sin T6SS pueden convivir con otras cepas.
"El sistema tipo VI se encuentra dentro de muchas bacterias diferentes", dijo Kirsten R. Guckes, investigadora postdoctoral en Penn State y primer autor del artículo. "Originalmente se pensó que contribuía principalmente a la virulencia de las bacterias patógenas. Parapor ejemplo, Vibrio cholerae, la bacteria que causa el cólera, lo usa. Pero ahora sabemos que las bacterias beneficiosas, como V. fischeri, también usan T6SS para matar otras bacterias. Debido a que se cree que T6SS es energéticamente costoso para la bacteria,y hacerlo podría interferir con la capacidad de las bacterias para prosperar y producir bioluminiscencia, comprender cómo se regulan los componentes del sistema nos ayudará a explicar la relación huésped-simbionte y los factores que contribuyen a establecer la simbiosis ".
Un componente estructural clave de T6SS es Hcp, codificado por dos genes funcionalmente redundantes. El equipo de investigación demostró que la expresión de Hcp depende de dos factores: el factor sigma alternativo? 54 y la proteína de unión al potenciador bacteriano VasH. Además,demostraron que VasH, que se requiere para que la bacteria mate otras células, regula la expresión de Hcp dentro del huésped, lo que sugiere que la expresión de T6SS está regulada durante la simbiosis.
"El conocimiento de que el entorno del huésped puede estimular el sistema tipo VI sugiere que el sistema se ha integrado en el programa de desarrollo que usan las bacterias cuando inician la simbiosis con el calamar", dijo Miyashiro. "Entonces, parece queEl sistema es importante para el establecimiento de la simbiosis, ya sea que haya otras bacterias competidoras presentes o no. Además, podemos aplicar lo que estamos aprendiendo en esta relación relativamente simple entre el huésped y el simbionte a microbiomas más complejos como los que se encuentran en el intestino humano y ennuestra piel "
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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