Podría ser la trama de un thriller en tiempo de guerra lleno de espionaje, o el golpe de golpe de los maestros de judo de combate. Pero en cambio, es una historia real de guerra molecular entre microbios, que comienza cuando un virus se atrapa en una bacteriae inyecta su ADN, el primer paso hacia la infección.
Los científicos han sabido durante un siglo que los virus atacan y a veces matan a las bacterias, de la misma manera que los humanos contraen la gripe. Pero solo recientemente han comenzado a comprender la bioquímica que ocurre cuando las bacterias y los virus se esfuerzan por obtener una ventaja competitiva, con muchoalcanzando implicaciones para la medicina y más.
Hace una década, "nadie pensaba que las bacterias tuvieran sistemas inmunes sofisticados y adaptativos", dijo Blake Wiedenheft, profesor asociado del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad Estatal de Montana en la Facultad de Letras y Ciencia y Facultad de Agricultura.
Sin embargo, desde entonces, los investigadores han descubierto un mecanismo por el cual las bacterias manejan moléculas similares a máquinas que detectan y destruyen los virus invasores. Esta respuesta inmune se llama CRISPR, un acrónimo que describe cómo las bacterias incorporan fragmentos de ADN viral en su propio genoma comoforma de reconocer y combatir virus en el futuro.
Para Wiedenheft, un experto en el campo reconocido internacionalmente, el creciente conocimiento de CRISPR planteó otras preguntas: ¿Han encontrado los virus formas de subvertir la defensa bacteriana? Y si es así, ¿cómo?
"Los virus son formidables", dijo Wiedenheft. "Y estamos comenzando a aprender sobre el repertorio creativo de estrategias que han desarrollado para evadir la detección, pero sus anfitriones".
En el hallazgo más reciente de su equipo, publicado en un artículo científico en la revista célula molecular el 11 de marzo, Wiedenheft describe no solo nuevos detalles de una defensa CRISPR en la naturaleza, sino también un descubrimiento que amplía la comprensión de los científicos sobre cuán ingeniosos son los virus.
Wiedenheft y su colaborador, el profesor asociado del Instituto de Investigación Scripps Gabriel Lander, pudieron ver cómo una molécula CRISPR compleja responde al ADN viral al desplegar un brazo molecular que Wiedenheft compara con una "baliza"."Lander y Wiedenheft son coautores principales del artículo".
La baliza es como "una luz roja intermitente que indica peligro", que sirve como señal bioquímica para que otras moléculas CRISPR destruyan el virus, explicó Wiedenheft.
La sorpresa llegó cuando los investigadores se dieron cuenta de que la baliza se parecía a una proteína que se sabía que producía el virus. La coincidencia era increíblemente precisa.
"Parece que el virus ha robado la baliza y la está usando como señuelo", dijo Wiedenheft. En otras palabras, al liberar moléculas de la proteína similar a la baliza en la bacteria, el virus podría confundir la señal de alerta CRISPR."Es brillante y tortuoso".
"Este descubrimiento sugiere que los virus pueden evolucionar en contradefensa al tomar prestadas piezas del sistema inmune CRISPR y volver a desplegarlas para silenciar la respuesta inmune", dijo Wiedenheft.
No es la primera vez que el equipo de Wiedenheft descubre tal subversión viral. En 2014, su equipo y un grupo de colegas internacionales publicaron un documento que muestra que los llamados "anti-CRISPR" podrían bloquear el sistema inmunitario bacteriano usando una combinación deEn 2017, publicaron resultados que muestran que otros dos anti-CRISPR impiden que el sistema inmunitario reconozca un virus, ya sea imitando el ADN o funcionando como cuñas crudas que atascan las máquinas de vigilancia viral.
Lo que hace que el descubrimiento más reciente sea significativo es que es el primer caso observado de un virus que imita una proteína CRISPR real, dijo Weidenheft.
Según Wiedenheft, es una pregunta abierta sobre si el virus "robó" el faro, es decir, lo apropió directamente, o si evolucionó de forma independiente.
"A continuación, queremos probar esta hipótesis evolutiva directamente" y ver si el virus puede ser atrapado en el acto, dijo Wiedenheft.
Si tienen éxito en eso, se abrirían las posibilidades de crear anti-CRISPR en el laboratorio, lo que podría tener implicaciones significativas en la medicina, dijo Wiedenheft. Los virus ya se usan como tratamiento alternativo contra las bacterias resistentes a los antibióticos, y la ingeniería de su capacidad parasuperar la defensa CRISPR natural podría ayudar aún más a tratar las bacterias dañinas.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Montana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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