Investigadores de Penn State informan sobre una defensa bacteriana que reutiliza ADN viral inactivo: una enzima recombinasa llamada PinQ invierte un tramo del genoma para producir proteínas protectoras que bloquean la infección, trabajo descrito en Nucleic Acids Research.
Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los virus "fósiles" incrustados en los genomas bacterianos pueden influir en cómo los microbios repelen a nuevos invasores. Un equipo liderado por Penn State ahora detalla cómo funciona uno de estos sistemas y cómo podría informar futuros antivirales. (psu.edu)
- Lo que encontró el estudio El equipo examinó profagos crípticos —virus antiguos e inactivos anidados en el ADN bacteriano— e identificó una defensa en Escherichia coli activada por la enzima PinQ. Cuando se avecina un ataque de fago, PinQ invierte un segmento de 1.797 pares de bases en un profago críptico separado, generando proteínas quiméricas que bloquean al fago T2 de adherirse a la superficie celular, el paso crucial inicial de la infección. El artículo revisado por pares identifica a StfE2 como el inhibidor principal (con StfP2 contribuyendo) y mapea cómo estas proteínas interfieren con la adhesina de T2, Gp38, en los receptores de la membrana externa OmpF y FadL. (academic.oup.com)
“Los antibióticos están fallando, y el sustituto más probable son los virus mismos”, dijo Thomas K. Wood, profesor de ingeniería química en Penn State, quien lideró la investigación, agregando que entender las defensas antibago bacterianas es esencial antes de que los fagos terapéuticos puedan usarse ampliamente. (psu.edu)
Cómo lo probaron
En ensayos de laboratorio, los investigadores sobreprodujeron las proteínas derivadas de la inversión en E. coli y desafiaron a las bacterias con T2. Las mediciones de turbidez indicaron una actividad reducida del fago, y en experimentos de evolución dirigida durante ocho pasajes, T2 escapó principalmente por mutaciones en gp38, consistente con el mecanismo de bloqueo de adsorción. El modelado computacional respaldó cómo StfE2 puede interrumpir las interacciones de Gp38 con OmpF y FadL, alineándose con los datos experimentales. (psu.edu)Por qué importa
Aunque se han notado recombinasas cerca de loci de defensa bacterianos, los autores reportan esto como la primera demostración de que una recombinasa activa directamente la defensa antífago invirtiendo ADN para producir proteínas antivirales. Más allá de la biología básica, el trabajo podría informar alternativas basadas en fagos para algunos usos de antibióticos y ayudar a optimizar procesos de fermentación industrial como el yogur y el queso. (psu.edu)Publicación, autores y apoyo
El estudio, “Adsorption of phage T2 is inhibited due to inversion of cryptic prophage DNA by the serine recombinase PinQ,” se publicó en Nucleic Acids Research (Volumen 53, Número 19; DOI: 10.1093/nar/gkaf1041). Los autores incluyen a Joy Kirigo; Daniel Huelgas‑Méndez; Rodolfo García‑Contreras; María Tomás; Michael J Benedik; y Thomas K. Wood. La financiación provino de la Dotación de Biotecnología, la Universidad Nacional Autónoma de México y la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación. (academic.oup.com)Lo que sigue
Según Penn State, el equipo planea investigar el potencial antiviral en ocho profagos adicionales ahora en estudio en el laboratorio. (psu.edu)
