Imagínese tratando de derrotar a un ejército de invasores que puede duplicar el tamaño de su población cada veinte minutos. Esto es lo que enfrenta el cuerpo humano cuando se infecta con una cepa dañina de Escherichia coli E. coli , un tipo de bacteria que puede multiplicarse rápidamente y causar una serie de enfermedades desagradables y potencialmente peligrosas, como diarrea, enfermedades respiratorias y neumonía.
Con el aumento mundial de la resistencia a los antibióticos, los científicos están buscando desesperadamente nuevas formas de combatir las infecciones bacterianas con medicamentos. Un método eficaz para evitar que las células bacterianas se dividan y multipliquen sería atacar la maquinaria de división celular. Sin embargo, para lograr esto, se requiere una imagen más detallada de la estructura y organización de la maquinaria en sí.
Investigadores de la Unidad de Biología Celular Estructural de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST, en colaboración con investigadores de la Universidad de Estocolmo, han arrojado luz sobre el mecanismo de división celular en E. coli . Su investigación fue publicada recientemente en Molecular Microbiology.
A largo plazo, esta investigación podría ayudar a identificar nuevas formas de atacar a las bacterias con antibióticos. "Si podemos entender los mecanismos por los cuales las células bacterianas se dividen con mayor detalle, entonces podemos intentar crear medicamentos que interrumpan estos mecanismos".dice Bill Söderström, autor principal del artículo.
La mayoría de las células bacterianas se replican por fisión binaria, un proceso en el que la célula madre se contrae y se separa en dos células hijas idénticas. Durante la división celular, una gran máquina molecular llamada 'divisoma' se ensambla dentro de la célula. Los investigadores han revelado el espacioorganización de dos proteínas clave de la E. coli divisome, 'FtsZ' y 'FtsN'.
Durante mucho tiempo, los biólogos celulares habían asumido que todas las proteínas en el divisoma estaban agrupadas en un gran supercomplejo. La microscopía de fluorescencia convencional tiene un poder de resolución relativamente bajo, lo que significa que los objetos adyacentes que están muy juntos a veces aparecen como un soloSin embargo, utilizando una técnica de imagen de vanguardia disponible en OIST llamada nanoscopia de agotamiento de emisión estimulada STED de súper resolución, los investigadores pudieron visualizar la maquinaria de división en la nanoescala ". Con una mejor resolución, pudimos ver ladiferencia entre los dos anillos de proteínas e inferir detalles sobre el proceso de división celular ", dice Söderström.
Usando dos colores fluorescentes para etiquetar FtsZ y FtsN en verde y rojo respectivamente, los investigadores revelaron que ambas proteínas se localizan en grandes conjuntos, que se distribuyen de manera desigual alrededor del sitio de división. Al principio del proceso de división, las dos proteínas formananillos irregulares superpuestos. A medida que avanza la división celular, el anillo verde, formado por FtsZ, se mueve dentro del anillo rojo, formado por FtsN. El hallazgo de que estas proteínas no siempre se superponen, sino que se separan en varios grupos, sugiere que la división no funcionacomo una sola máquina molecular. Más bien, cada grupo de proteínas juega un papel específico.
Con una imagen más detallada de la maquinaria de división celular, los biólogos pueden diseñar nuevos antibióticos para evitar que las células bacterianas se dividan y multipliquen ". El siguiente paso es observar muchos más pares de proteínas de división celular y descubrir cuál de estosdebe apuntar con drogas ", dice Söderström.
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Materiales proporcionados por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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