LAS "REDES SOCIALES" DE LAS BACTERIAS
Las bacterias tradicionalmente han sido consideradas como organismos solitarios que 'pasan el rato por su cuenta ", dice un biólogo molecular Kevin Griffith de la Universidad de Massachusetts Amherst. Sin embargo, los científicos acaban de darse cuenta de que, de hecho, las bacterias exhiben comportamientos sociales dentro de un grupo. En un nuevo documento, investigadores describen cómo descifrar esta comunicación bacteriana para revelar nuevos mecanismos de regulación de la expresión génica en la bacteria Bacillus subtilis.
Como el propio Kevin Griffith explica, "las bacterias individuales dentro de una población se comunican con los miembros del grupo a través de un proceso llamado detección de quórum, donde las señales químicas y los péptidos extracelulares sirven como idioma para la comunicación bacteriana". No se trata únicamente de la creación de redes "sociales", añade. Las comunidades bacterianas utilizan la detección de quórum para controlar una variedad de procesos biológicos que son biomédicamente relevantes.
En un nuevo documento aparecido en una edición reciente de Molecular Microbiology, Kevin Griffith, Kristina Boguslawski y Patrick Colina describen cómo descifraron esta comunicación bacteriana que revela nuevos mecanismos de regulación de la expresión génica en la bacteria Bacillus subtilis.
"La investigación en mi laboratorio se dedica a descifrar estos diferentes idiomas bacterianos, a comprender cómo las bacterias perciben estas señales, y a determinar cómo las bacterias utilizan esta información para regular los procesos biológicos a nivel molecular", dice Griffith. "En este trabajo, hemos ampliado el rango de los procesos biológicos conocidos que son controlados por un plásmido codificado que contiene el par conocido como Rap60-Phr60”.
Utilizando un enfoque bioquímico, los autores encontraron que Rap60 regula la actividad de dos importantes factores de transcripción por "mecanismos nunca antes observados para las proteínas Rap", dice Griffith. "Este trabajo cambia la manera en que pensamos acerca de estas importantes proteínas reguladoras. Las implicaciones probablemente se extienden más allá de la biología del Bacillus subtilis ya que representan nuevas dianas potenciales para el desarrollo de los antibióticos y la terapéutica en bacterias patógenas."
Además de proporcionar los conocimientos fundamentales acerca de cómo se produce esta regulación en una bacteria no patógena como el Bacillus subtilis, la comprensión de estas vías tiene el potencial de proporcionar una nueva visión sobre cómo las bacterias patógenas regulan los factores de virulencia y de cómo colonizan los huéspedes, lo que puede tener un profundo impacto en la salud humana, añade.
Kevin Griffith explica, "Las bacterias dentro de una población secretan señales extracelulares que proporcionan la señal para coordinar procesos biológicos como un grupo. Muchas bacterias patógenas utilizan estas señales extracelulares para regular la producción de antibióticos y los factores de virulencia, el ritmo de qué es importante en una enfermedad."
Cada especie de bacteria tiene su propio lenguaje único, dicen los autores. Aunque también existen "señales universales, semejantes al código Morse, que se utilizan para la comunicación entre diferentes especies de bacterias," dice Griffith. "En las comunidades microbianas, las bacterias dentro de un grupo similar se comunican entre sí, mientras que otros grupos están espiando o incluso interrumpiendo la comunicación de los otros. Es espionaje biológico. Las bacterias que pueden comunicarse unas con otras y trabajar juntas como un grupo tendrán más posibilidades de éxito en la competencia por los recursos que las individuales".
Los investigadores encontraron que, además de controlar la producción de enzimas degradantes (cosa que ya se sabía), la proteína Rap60 inhibe la esporulación, la competencia genética (la captación de ADN extraño), y la formación de biofilm. Mientras que la proteína Phr60 actúa como un péptido de señalización extracelular célula-célula que coordina la actividad de Rap60 con la densidad de población, dice Griffith.
Además, añade que "En estos momentos estamos buscando en Rap60 y otras proteínas Rap el papel que desempeñan en la regulación de la expresión génica bajo una variedad de diferentes condiciones de crecimiento. Cada vez está más claro que las proteínas Rap son más versátiles de lo que originalmente creímos, en términos del número de vías que controlan y la gama de diferentes mecanismos utilizados para regular la expresión génica. Asimismo, estamos ampliando nuestras investigaciones para comprender mejor la señalización entre especies de Bacillus subtilis y otros microbios bacterianos y eucariotas que tienen importancia biomédica.
Todo esto podrá ayudar, en un futuro, a comprender como se comunican e interactúan las bacterias patógenas, como la legionella, lo que facilitará la labor de control sobre estos organismos tan dañinos para la salud humana.
