Investigadores del Caltech han descubierto cómo los virus infectan bacterias desactivando una proteína clave llamada MurJ, esencial para la construcción de la pared celular. Este mecanismo, revelado mediante imágenes de alta resolución, sugiere un nuevo enfoque para combatir superbacterias resistentes a los antibióticos. Los hallazgos destacan la evolución convergente en virus no relacionados que bloquean MurJ de manera similar.
La resistencia a los antibióticos representa una amenaza creciente, con bacterias que evolucionan rápidamente contra los tratamientos existentes. Solo en Estados Unidos, decenas de miles mueren anualmente por tales infecciones, un número que aumenta de forma constante. Como explica Bil Clemons, profesor Arthur y Marian Hanisch Memorial de Bioquímica en el Caltech, «La evolución es poderosa, y en las bacterias, la resistencia a los antibióticos se desarrolla rápidamente. Esto significa que ahora tratamos con bacterias resistentes a todos los medicamentos que tenemos.» Los científicos han dirigido durante mucho tiempo la vía de biosíntesis de peptidoglicano, única en las bacterias y ausente en las células humanas. Clemons señala: «El peptidoglicano es una característica única de las bacterias, y eso lo convierte en un objetivo atractivo para antibióticos.» Las proteínas clave en esta vía incluyen MraY, MurG y MurJ, que transportan bloques de construcción a través de la membrana bacteriana. Aunque antibióticos como la penicilina interrumpen etapas posteriores, aún no hay fármacos aprobados que inhiban directamente estas tres proteínas. Los bacteriófagos, virus que infectan bacterias, ofrecen pistas. Para escapar de las células huésped, los fagos deben romper la capa de peptidoglicano. El laboratorio de Clemons estudió fagos pequeños utilizando proteínas de lisis de un solo gen (Sgls). Trabajos anteriores identificaron SglM y SglPP7 bloqueando MurJ, una flipasa que mueve precursores de peptidoglicano. Utilizando microscopía crioelectrónica, Yancheng Evelyn Li visualizó cómo estas Sgls se unen a una ranura en MurJ, bloqueándola en una conformación orientada hacia el exterior y deteniendo el transporte. Li afirma: «Está claro que ambas Sgls se unen a MurJ en una conformación orientada hacia el exterior, bloqueándola en esta posición.» Esta forma expuesta podría facilitar el acceso de fármacos. Sorprendentemente, el análisis de otro genoma de fago reveló SglCJ3, que inhibe MurJ de manera idéntica a pesar de no tener relación evolutiva: un caso de evolución convergente. Clemons dice: «Estos péptidos, que no tienen vínculos evolutivos entre sí, han descubierto ambos cómo atacar MurJ de una manera muy similar. ¡Nos sorprendió!» El equipo, incluyendo a Li, Grace F. Baron y colaboradores de Texas A&M, publicó estos resultados en el número del 26 de febrero de 2026 de Nature, titulado «Convergent MurJ flippase inhibition by phage lysis proteins.» La financiación provino de la Chan Zuckerberg Initiative, los National Institutes of Health y otros. Este trabajo subraya el potencial de los fagos para inspirar nuevos antibióticos explotando vulnerabilidades bacterianas.
