Un 'interruptor' regula el intercambio de genes entre bacterias
Un trabajo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con la Universidad de Newcastle, aporta nuevos datos sobre un mecanismo de regulación que contribuye de forma significativa al conocimiento de la transferencia génica horizontal, un proceso mediante el cual las bacterias intercambian su material genético. La investigación, publicada en PLOS Genetics, constituye la base para el futuro desarrollo de herramientas biotecnológicas y sistemas con implicaciones en procesos clínicos e industriales.
La mayoría de las bacterias poseen, junto a su cromosoma, entidades de replicación autónomas denominadas plásmidos. Muchos de ellos contienen genes que permiten su transferencia a bacterias que carecen de ellos, un proceso llamado conjugación que contribuye a la transferencia génica horizontal. La conjugación plasmídica juega un papel clave en la diseminación de la resistencia a antibióticos.
Los científicos ya describieron en un estudio previo las proteínas implicadas en la regulación del proceso de conjugación de pLS20, un plásmido conjugativo de la bacteria Gram-positiva Bacillus subtilis. Esta bacteria está presente en el suelo y es comensal habitual del intestino de animales y humanos.
“Ahora hemos logrado desentrañar el mecanismo responsable de que los genes de transferencia estén regulados de forma precisa. Este sistema funciona como un interruptor: cuando se dan condiciones adversas para la transferencia, el interruptor está apagado y no hay expresión de los genes de transferencia, pero cuando aparecen las condiciones óptimas para la transferencia del plásmido, cambia a encendido rápidamente”, explica Wilfried Meijer, investigador del CSIC en el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid).
Según los investigadores, el cambio de apagado a encendido incluye al menos tres niveles de seguridad que contribuyen íntegramente a la regulación. “El entendimiento de este mecanismo y los niveles que lo constituyen es esencial para el diseño de estrategias dirigidas a frenar la diseminación de la resistencia a los antibióticos. También es la base para el desarrollo de sistemas que permiten una regulación de expresión de genes de forma precisa”, indica el investigador del CSIC.
Publicación original
Gayetri Ramachandran, Praveen K. Singh, Juan Roman Luque-Ortega, Luis Yuste, et al.; "A Complex Genetic Switch Involving Overlapping Divergent Promoters and DNA Looping Regulates Expression of Conjugation Genes of a Gram-positive Plasmid."; PLOS Genetics.
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