La investigación de la Universidad de Otago para comprender mejor cómo interactúan y evolucionan las bacterias y sus virus permitirá que los estudios futuros exploten el uso de bacterias y sus virus para posibles aplicaciones de biotecnología y salud.
La investigación dirigida por el Dr. Simon Jackson y el Profesor Asociado Peter Fineran, del Departamento de Microbiología e Inmunología, que investigó la función de los sistemas inmunes de las bacterias y el impacto que tienen en la coevolución de bacterias y virus se publicó hoy en una revista científica de primer nivel, célula huésped y microbio .
Los virus que infectan a las bacterias se llaman bacteriófagos "fagos" para abreviar y son las entidades biológicas más abundantes en el planeta que influyen en muchos aspectos de nuestras vidas y el ecosistema global.
El Dr. Jackson dice que la guerra entre fagos y bacterias está siempre presente y muchas bacterias se protegen usando defensas inmunes conocidas como sistemas CRISPR-Cas.
"La investigación para comprender más acerca de las interacciones entre fagos y bacterias, particularmente cómo la inmunidad CRISPR-Cas bacteriana funciona, se está explotando internacionalmente en muchas aplicaciones biotecnológicas innovadoras, incluida la edición de genes", explica el Dr. Jackson.
"Creemos que esta área de investigación es muy prometedora para las aplicaciones de biotecnología y también podría ser una consideración importante para el uso de fagos para tratar enfermedades infecciosas.
"Por ejemplo, debido a que los fagos matan bacterias específicas, pueden usarse como alternativas a los antibióticos para tratar algunas enfermedades infecciosas e incluso pueden matar bacterias resistentes a los antibióticos".
La inmunidad adaptativa bacteriana es similar en concepto a la inmunidad adaptativa humana. Las bacterias primero deben "vacunarse" contra fagos específicos, lo que implica que las bacterias almacenan un fragmento corto de ADN viral, denominado "espaciador", utilizado para reconocer y defenderse contra el futuroinfecciones
En un estudio anterior que examinó cómo los sistemas CRISPR-Cas adquieren espaciadores, el equipo de investigación de Otago descubrió que a menudo las bacterias adquieren espaciadores "incorrectos", conocidos como "espaciadores deslizados". En ese momento, no sabían si el deslizamiento incorrecto o imprecisolos espaciadores eran funcionales.
El profesor asociado Fineran, un microbiólogo molecular, dice que sus observaciones iniciales fueron sorprendentes y mostraron que estos espaciadores deslizantes eran muy eficientes para aumentar la inmunidad bacteriana al estimular a las bacterias a adquirir espaciadores adicionales dirigidos al mismo fago. Este papel inesperado aumenta la diversidad inmunológica, lo cual es importantepara que las bacterias protejan contra los fagos que evolucionan rápidamente.
"Varios grupos habían identificado previamente la aparición de separadores imprecisos o deslizados. Sin embargo, nadie había considerado previamente si eran funcionales o qué impacto podrían tener en la inmunidad", explica el profesor asociado Fineran.
"Al demostrar que son funcionales y pueden proporcionar beneficios a las bacterias, hemos revelado una complejidad inesperada en la batalla evolutiva entre bacterias y fagos".
Si en el futuro, los investigadores pueden determinar cómo se obtiene la inmunidad por primera vez, pueden prevenirla o promoverla para diferentes aplicaciones, dice el profesor asociado Fineran.
"Por ejemplo, en la industria láctea para la producción de queso y yogur es beneficioso que las bacterias tengan resistencia contra los fagos, mientras que si los fagos se usan como antimicrobianos, la aparición de inmunidad sería indeseable, similar a la resistencia a los antibióticos".
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Materiales proporcionados por Universidad de Otago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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