En un trabajo reciente publicado en Scientific Reports, el Laboratorio de Microbiología Molecular y Celular, que dirige la investigadora Ángeles Zorreguieta en la Fundación Instituto Leloir (FIL), comprobó que dos proteínas de la bacteria Brucella –hasta ese momento sin caracterizar– actúan como “sensores” de hierro y manganeso en el interior de la célula, un rol fundamental para consolidar el avance de la infección: cuando detectan la presencia de esos metales, envían la señal de “apagarse” a los genes que sintetizan otros tipos de proteínas llamadas factores de virulencia, que ayudan al patógeno a resistir la defensa celular.
De esa manera, la bacteria registra que ya está en un lugar seguro (el retículo endoplasmático), se pone en modo “ahorro de energía” y deja de producir los factores de virulencia para destinar sus mayores esfuerzos solamente a replicarse.
La brucelosis es una enfermedad que se transmite de los animales a los seres humanos y es un problema de salud pública en la Argentina (provoca fiebre, dolor de cabeza, exceso de sudoración, fatiga, debilidad y falta de apetito, entre otros síntomas). Tiene un gran impacto económico porque infecta al ganado bovino, caprino y porcino, y si bien hay disponibles vacunas para prevenirla en vacas y en cabras, no existen para ser aplicadas en cerdos ni en humanos. A nivel mundial, se reportan 500 mil casos anuales y se estima que 2.400 millones de personas están en riesgo de contraerla.
En acción #
Para el estudio, el grupo de la FIL se propuso identificar las proteínas clave que controlan la expresión de los genes de virulencia de la bacteria. Para eso, primero utilizó herramientas de bioinformática para analizar regiones regulatorias de un grupo de genes que la bacteria activa cuando ingresa a una célula del sistema inmune. “Buscamos allí aquellas secuencias de ADN que se repiten y eso nos condujo a la identificación de secuencias similares a sitios de unión para factores de transcripción de la familia Fur”, explicó Sieira.
Los reguladores Fur son proteínas cuya función consiste en detectar metales. Cuando eso ocurre, se induce su unión al ADN y eso lleva al silenciamiento de los genes encargados de incorporar dichos metales. “Eso evita que éstos lleguen a concentraciones tóxicas para la bacteria”, precisó el investigador.
Sieira remarcó que “nuestros experimentos sugieren que las proteínas Mur y Fur4 detectan fluctuaciones en la disponibilidad de metales durante la transición desde un ambiente hostil, ácido y carente de nutrientes, hacia condiciones favorables para la replicación”. De este modo Brucella reprime la expresión de genes específicos una vez que ya cumplieron su función, y de esa manera evita un gasto energético innecesario en su síntesis y ensamblado.
Cita #
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El estudio A previously uncharacterized Fur-family metalloregulator integrates iron- and manganese-sensing to control virulence gene regulatory networks in Brucella (Un metalorregulador de la familia Fur no caracterizado previamente integra la detección de hierro y manganeso para controlar las redes reguladoras de genes de virulencia en Brucella) fue publicado en Scientific Reports. Autores: Gastón E. Amato, Tadeo Pascua, Lila Y. Ramis, Magalí G. Bialer, Angeles Zorreguieta & Rodrigo Sieira
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El artículo Descubren una “estrategia” energética de la bacteria de la brucelosis para optimizar su multiplicación fue publicado hoy en el sitio web de la Fundación Instituto Leloir, y en la sección noticias del CONICET
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