Las bacterias están en todas partes. Viven en el suelo y el agua, en nuestra piel y en nuestros cuerpos. Algunas son patógenas, lo que significa que causan enfermedades o infecciones. Para diseñar tratamientos efectivos contra los patógenos, los investigadores necesitan saber qué genes específicos tienen la culpapor patogenicidad.
Los científicos pueden identificar genes patógenos a través de la ingeniería genética. Esto implica agregar ADN hecho por el hombre a una célula bacteriana. Sin embargo, el problema es que las bacterias han desarrollado sistemas de defensa complejos para proteger contra intrusos extraños, especialmente ADN extraño. Enfoques actuales de ingeniería genéticaa menudo disfrazan el ADN hecho por el hombre como ADN bacteriano para frustrar estas defensas, pero el proceso requiere modificaciones muy específicas y es costoso y requiere mucho tiempo.
En un artículo publicado recientemente en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias diario, el Dr. Christopher Johnston y sus colegas del Instituto Forsyth describen una nueva técnica para manipular genéticamente las bacterias al hacer que el ADN hecho por el hombre sea invisible para las defensas de una bacteria. En teoría, el método puede aplicarse a casi cualquier tipo de bacteria.
Johnston es investigador en la División de Vacunas y Enfermedades Infecciosas del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson y autor principal del artículo. Dijo que cuando una célula bacteriana detecta que ha sido penetrada por ADN extraño, destruye rápidamente al intruso. Bacteriasviven bajo la constante amenaza de ataque de un virus, por lo que han desarrollado defensas increíblemente efectivas contra esas amenazas.
El problema, explicó Johnston, es que cuando los científicos quieren colocar ADN hecho por el hombre en bacterias, se enfrentan exactamente a los mismos sistemas de defensa que protegen a las bacterias contra un virus.
Para superar esta barrera, los científicos agregan modificaciones específicas para disfrazar el ADN hecho por el hombre y engañar a la bacteria para que piense que el intruso es parte de su propio ADN. Este enfoque a veces funciona, pero puede tomar mucho tiempo y recursos.
La estrategia de Johnston es diferente. En lugar de agregar un disfraz al ADN hecho por el hombre, elimina un componente específico de su secuencia genética llamado motivo. El sistema de defensa bacteriana necesita este motivo para estar presente para reconocer el ADN extraño y montar un efecto efectivocontraataque. Al eliminar el motivo, el ADN hecho por el hombre se vuelve esencialmente invisible para el sistema de defensa de la bacteria.
"Imagine una bacteria como un submarino enemigo en un dique seco, y una herramienta genética hecha por el hombre como su soldado que necesita ingresar al submarino para llevar a cabo una tarea específica. Los enfoques actuales serían como disfrazar al espía comoun soldado enemigo, haciéndolos caminar hacia cada puerta, permitiendo que los guardias verifiquen sus credenciales, y si todo va bien, están dentro ", dijo Johnston." Nuestro enfoque es hacer que ese soldado sea invisible y hacer que se escabullen directamentelas puertas, evadiendo a los guardias por completo "
Este nuevo método requiere menos tiempo y menos recursos que las técnicas actuales. En el estudio, Johnston usó la bacteria Staphylococcus aureus como modelo, pero la estrategia subyacente que desarrolló se puede usar para escabullirse de estos sistemas de defensa principales que existen en 80 a 90por ciento de las bacterias que se conocen hoy.
Esta nueva herramienta de ingeniería genética abre las posibilidades de investigación sobre bacterias que no se han estudiado bien antes. Dado que los científicos tienen una cantidad limitada de tiempo y recursos, tienden a trabajar con bacterias que ya han sido forzadas, explicó JohnstonCon esta nueva herramienta, se ha resuelto una barrera importante para romper el ADN de las bacterias, y los investigadores pueden usar el método para diseñar bacterias más clínicamente relevantes.
"Las bacterias son los impulsores de nuestro planeta", dijo el Dr. Gary Borisy, investigador principal del Instituto Forsyth y coautor del documento. "La capacidad de diseñar bacterias tiene profundas implicaciones para la medicina, la agricultura y la agricultura.industria química y para el medio ambiente "
Esta investigación fue facilitada por un 'Premio de Investigación Transformativa del Director de NIH' R01OD024734 otorgado al equipo de investigación en 2017 a través del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial NIDCR.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Forsyth . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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