Una toxina recién descubierta que algunas bacterias utilizan para defenderse de las bacterias competidoras se destaca de otras en la batalla por la dominación microbiana. Si bien se han identificado muchas sustancias mortales entre las bacterias, esta toxina previamente desconocida se comporta de una manera familiar.
"Lo que tiene de especial esta toxina", señaló el microbiólogo de UW Medicine Brook Peterson, "es que actúa por el mismo mecanismo bioquímico que algunas toxinas infames empleadas por patógenos humanos, que evolucionaron mucho más tarde que las toxinas que las bacterias usan entre sí."
Estas incluyen las toxinas de la difteria, la tos ferina y el cólera. Estas toxinas utilizan mecanismos bioquímicos similares para dañar las proteínas vitales dentro de las células huésped. Por ejemplo, la diarrea profusa que ocurre en el cólera es un resultado directo de cómo su toxina obliga a las células en el intestino a expulsardemasiada agua y sal al interferir con las señales internas. Aunque las bacterias no contraen diarrea, una mirada al microscopio muestra que se enferman visiblemente mientras sucumben a la toxina recientemente identificada, llamada Tre1.
Peterson es científico investigador en el laboratorio de Joseph Mougous, profesor de microbiología y bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en Seattle.
Para este trabajo sobre escaramuzas bacterianas, estudiaron Serratia proteamaculans. Algunas cepas de esta bacteria ubicua promueven el crecimiento de las plantas o viven dentro de las raíces de los árboles. Algunas cepas habitan el tracto digestivo de insectos y otros animales, y otras estropean la carne o los mariscos.
Peterson fue uno de los principales investigadores del equipo del proyecto que descubrió la nueva toxina y describió cómo las bacterias despliegan esta arma.
El grupo también descubrió cómo algunas de las bacterias estaban protegidas contra el envenenamiento. Los hallazgos se publicaron hoy en la revista Celda .
Lejos de ser una colección tranquila de organismos unicelulares, la lucha bacteriana entre sí por los recursos para mantener la vida y aprovechar una variedad de antagonistas poderosos. Un método de supervivencia es reducir el hacinamiento en sus colonias microbianas.
Explicó Peterson. "Cuando esta proteína se bloquea, las células intoxicadas crecen más y más, dijo, y eventualmente se abren", dijo: "La toxina que hemos descubierto se dirige a una proteína, llamada FtsZ, que es esencial para que las células se dividan".
¿Cómo se salvan algunas de las bacterias de sus propias intenciones mortales? Los investigadores observaron que tienen una protección inusual. Estas bacterias producen una proteína que actúa como una enzima para revertir, casi como un antídoto, las modificaciones que tenía la toxinainstigado
"Esta proteína protege a la bacteria de la toxina que produce", anotó Peterson, "y de las toxinas que funcionan por el mismo mecanismo pero producidas por otras especies".
"Nuestros hallazgos", escribió el equipo en el Celda documento, "revela cómo una carrera armamentista interbacteriana ha producido una solución única para salvaguardar la integridad de la maquinaria de división celular bacteriana ..." Este mecanismo de protección confiere una amplia inmunidad a una variedad de toxinas.
Esta mirada al interior de la guerra química y las estrategias de biodefensa entre las bacterias en sus propias comunidades también proporciona nuevos conocimientos sobre las infecciones que afectan a organismos multicelulares, incluidas las personas.
La lucha interbacteriana también podría ser responsable de fomentar la formación de toxinas nuevas y más efectivas y, por lo tanto, contribuir a la aparición de enfermedades bacterianas.
"Investigaciones como esta pueden ofrecer pistas sobre los orígenes evolutivos de las potentes toxinas que los patógenos bacterianos usan para causar enfermedades", observó Peterson. "También proporciona un ejemplo fascinante de las complejas estrategias que las bacterias emplean en su constante batalla por la supervivencia consus vecinos microbianos ". Los encuentros hostiles entre las toxinas bacterianas y antibacterianas ancestrales son anteriores a la aparición en la Tierra de formas de vida más complejas
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Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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