Las bacterias intestinales son esenciales para la salud humana, pero no hay suficiente conocimiento sobre los factores y mecanismos que hacen que la colonización de bacterias beneficiosas sea exitosa. Una de las especies bacterianas más prevalentes en el intestino humano es Bacteroides thetaiotaomicron, que a menudo está presente en personas sanas y delgadas. Actualmente se están realizando ensayos clínicos para tratar numerosas enfermedades modificando la microbiota intestinal.
Investigadores de Yale han descubierto un nuevo mecanismo para la colonización de bacterias intestinales beneficiosas. Bacteroides thetaiotaomicron respondió a la deficiencia de carbono secuestrando una parte de las moléculas para un factor de transcripción esencial dentro de un compartimento sin membrana.
El equipo estableció que secuestrar el factor de transcripción aumentaba su actividad, lo que modificaba la expresión de cientos de genes bacterianos, incluidos varios que promueven la colonización intestinal y controlan las vías metabólicas centrales de las bacterias. Estos hallazgos revelan que las bacterias «buenas» usan moléculas secuestradoras en compartimentos libres de membrana como una estrategia vital para colonizar el intestino de los mamíferos.
Aimilia Krypotou, becaria postdoctoral en el laboratorio de Groisman y autora principal del estudio de la Universidad de Yale, dijo: «Una de las cosas que surgieron es que cuando un organismo carece de carbono, esa es la señal que ayuda a producir propiedades que son buenas para sobrevivir en el intestino».
Krypotou planteó la hipótesis de que las diferentes regiones conferirían una nueva característica biofísica al factor de transcripción esencial para la supervivencia de las bacterias en el intestino. Probó con éxito la teoría en una serie de estudios.
Ella dijo, “La mayoría de los estudios solo analizan la abundancia de bacterias. Si no entendemos lo que está pasando a nivel molecular, no sabemos si eso ayudaría».
groisman él dijo, “La idea principal de Krypotou fue deducir nuevas propiedades para el factor de transcripción bacteriano, llamado Rho, en función de la región extra. El secuestro del factor de transcripción se produce mediante un proceso conocido como separación de fases líquido-líquido, un fenómeno omnipresente presente en una amplia variedad de células, incluidas las células humanas”.
Groisman dijo, “Este fenómeno es conocido, pero suele estar asociado al estrés en organismos eucariotas, como plantas, animales y hongos. Recientemente, se dio cuenta de que también podría ocurrir con las bacterias. En nuestro caso, establecimos que ocurre en bacterias intestinales comensales, que lo requieren para sobrevivir en el intestino. Uno podría imaginar que si tuviera que manipular organismos propensos a este efecto, tal vez podría mejorar los organismos que son beneficiosos para los humanos”.
Podría predecir nuevas características para el factor de transcripción bacteriano Rho en función de diferentes áreas. El factor de transcripción se secuestra a través de un mecanismo conocido como separación de fases líquido-líquido, que se encuentra en una amplia gama de células, incluidas las células humanas.
Este mecanismo recientemente descubierto por el cual las bacterias «buenas» colonizan el intestino podría ayudar a impulsar el desarrollo de nuevas terapias probióticas para la salud intestinal.
Al desencadenar el secuestro de moléculas Rho dentro de un compartimento sin membrana, la falta de carbono y el intestino murino aumentan la actividad de terminación de Rho, alterando así la expresión de numerosos genes. Los resultados también destacan cómo un solo dominio adquirido dentro de una proteína altamente conservada amplió sus propiedades sin alterar su función bioquímica central y ahora desempeña un papel fundamental en la fisiología del organismo.
Referencia de la revista:
- Emilia Krypotou, Xiaohui Gao, et al. Las bacterias requieren separación de fases para la adaptación en el intestino de los mamíferos. Ciencia. DUELE: 10.1126/ciencia.abn7229
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