{"id":131422,"date":"2011-10-17T13:18:55","date_gmt":"2011-10-17T12:18:55","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2011\/10\/17\/131422"},"modified":"2011-10-17T13:18:55","modified_gmt":"2011-10-17T12:18:55","slug":"un-virulento-giro-a-la-derecha","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2011\/10\/17\/131422","title":{"rendered":"Un virulento giro a la derecha"},"content":{"rendered":"

Autores: Alicia S\u00e1nchez Gorostiaga* y Miguel Vicente<\/strong><\/p>\n

No estamos hablando de pol\u00edtica, sino de lo que le ocurre a un mutante de Escherichia coli<\/em> en el que dos peque\u00f1os cambios en una de las prote\u00ednas que compactan el ADN desencadenan una serie de efectos que empiezan aumentando el giro del cromosoma hacia la derecha y cuyo resultado final es que la bacteria, normalmente una pac\u00edfica comensal dentro del intestino, adquiere algunas propiedades virulentas.<\/strong><\/p>\n

El que una bacteria normalmente inofensiva se convierta en un peligro no es algo nuevo, es lo que ocurri\u00f3 sin ir m\u00e1s lejos al principio del verano con el brote de EHEC<\/a> en Alemania, causado por una E. coli<\/em> cuyo efecto m\u00e1s grave era un s\u00edndrome hemol\u00edtico ur\u00e9mico a veces mortal. En ese caso parece que la estirpe deb\u00eda su virulencia a un conjunto de genes que pudo adquirir mediante lo que los microbi\u00f3logos llaman transferencia horizontal, es decir que seguramente los obtuvo todos de golpe desde otra bacteria. Entre las prote\u00ednas que codifican esos genes las hay virulentas, como la toxina del tipo Shiga, otras aumentan la fijaci\u00f3n a la mucosa intestinal y otras hacen a la bacteria refractaria a varios antibi\u00f3ticos. Pero las bacterias son tambi\u00e9n capaces de adaptarse a diferentes escenarios tan s\u00f3lo reprogramando la transcripci\u00f3n de sus genes sin necesidad de modificar su n\u00famero total. Esto es precisamente lo novedoso del caso que ahora comentamos porque los investigadores de la India<\/a> y de los Estados Unidos<\/a> autores del trabajo han obtenido una estirpe con algunas propiedades de las estirpes virulentas a partir de una E. coli<\/em> que no lo era y tan solo introduciendo un ligero cambio en una \u00fanica prote\u00edna, la prote\u00edna llamada HU<\/a>.<\/p>\n

\"Morphology\"<\/a>
Cambios en la morfolog\u00eda de E. coli<\/em> provocados por mutaci\u00f3n de la prote\u00edna HU.<\/strong> Arriba c\u00e9lulas normales, con su caracter\u00edstica forma de bacilo. Abajo, las c\u00e9lulas que contienen la prote\u00edna mutante HU\u03b1<\/span>E38K,V42L<\/sup> cambian su forma y pasan a ser redondas. Imagen tomada de la figura 1 del art\u00edculo de Kar, Edgar y Adhya (2005)<\/a>.<\/span><\/p>\n

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HU es parte de la familia de prote\u00ednas que remodelan el cromosoma bacteriano, al igual que las histonas<\/a> lo hacen en las c\u00e9lulas eucariotas. La prote\u00edna HU es la m\u00e1s abundante en E. coli<\/em> y, de entre las que remodelan el cromosoma es la que m\u00e1s se conserva en las bacterias. La mutaci\u00f3n que han introducido en ella los investigadores consiste en cambiar tan solo dos de sus amino\u00e1cidos (los bloques que componen las prote\u00ednas), en concreto el glut\u00e1mico en la posici\u00f3n 38 se ha cambiado por una lisina, y la valina de la posici\u00f3n 42 por una leucina.<\/p>\n

Darle vueltas al ADN<\/strong><\/span><\/p>\n

El cromosoma bacteriano est\u00e1 normalmente compactado hacia la izquierda<\/a>, pero los investigadores han observado que un exceso de la prote\u00edna HU mutante<\/a> provoca la compactaci\u00f3n del cromosoma hacia la derecha. El efecto sobre la bacteria es espectacular, cambia por completo su patr\u00f3n de transcripci\u00f3n, no solo en cuanto a cu\u00e1les son los genes que van a producir prote\u00ednas, sino tambi\u00e9n la fuerza con la que lo hacen. Tras ello la bacteria se hace m\u00e1s eficiente en su crecimiento, especialmente a temperaturas no \u00f3ptimas y se modifica hasta perder la forma normal de cilindro convirti\u00e9ndose en casi esf\u00e9rica.<\/p>\n

Ese cambio en la forma ya es algo ins\u00f3lito, pensemos que para una bacteria no es trivial cambiar de ser un cilindro a una esfera, porque su superficie es para ella como el conjunto de la piel, los pulmones, el tubo digestivo y los ri\u00f1ones son para nosotros. Pero adem\u00e1s la mutaci\u00f3n provoca profundos cambios en el comportamiento del mutante que se traducen en su modo de vida: mientras las E. coli<\/em> normales viven perfectamente en el intestino, sin infectar a las c\u00e9lulas humanas, al mutante le resulta sencillo albergarse dentro de ellas para perdurar. Estos dos efectos de la mutaci\u00f3n se anulan cuando al mutante se le proporciona, adem\u00e1s del mutado, un gen no alterado.<\/p>\n

Cambio de vivienda<\/strong><\/p>\n

Los resultados obtenidos en el tubo de ensayo han puesto de manifiesto que la expresi\u00f3n del gen hlyE<\/em>, uno de los genes de virulencia en E. coli<\/em>, aumenta cuando al ADN enrollado hacia la derecha se le a\u00f1ade la prote\u00edna mutada. Esto no es as\u00ed para la expresi\u00f3n dirigida desde el promotor lacP<\/em>, utilizado aqu\u00ed como control porque regula genes metab\u00f3licos, pues si se le a\u00f1ade la misma prote\u00edna se bloquea. Junto a ello los investigadores han comprobado que se modifica la interacci\u00f3n de la E. coli<\/em> mutante con c\u00e9lulas del epitelio intestinal cultivadas en el laboratorio, las bacterias penetran en la c\u00e9lulas con una eficiencia todav\u00eda mayor que la estirpe LT2 de Salmonella enterica<\/em> usada como control porque es un pat\u00f3geno intracelular<\/a>. Las c\u00e9lulas del epitelio intestinal engloban a las bacterias mutantes, que normalmente deber\u00edan ser eliminadas al activarse una maquinaria enzim\u00e1tica celular que las hace estallar. En este caso el estallido de las bacterias invasoras no ocurre, sino que r\u00e1pidamente lo evitan, en parte rebajando al entrar en la c\u00e9lula la producci\u00f3n de hemolisina E desde hlyE<\/em>, proliferan y se las arreglan para tampoco provocar la muerte de la c\u00e9lula intestinal que es un mecanismo utilizado por las c\u00e9lulas para deshacerse de los pat\u00f3genos.<\/p>\n

Asimismo las c\u00e9lulas infectadas se hacen refractarias a las se\u00f1ales externas que las podr\u00edan inducir a entrar en la fase de muerte celular programada, la llamada apoptosis<\/a>, que muchas veces se utiliza como un mecanismo defensivo por el organismo. Lo que resulta sorprendente, pero tranquilizador, es que a pesar de todos estos cambios la bacteria mutante solo manifiesta las propiedades de virulencia en c\u00e9lulas en cultivo y no resulta virulenta en modelos animales. Y tambi\u00e9n es sorprendente la complejidad que se esconde en el interior de un organismo aparentemente tan sencillo como una bacteria, lo que no deja de producirnos admiraci\u00f3n.<\/p>\n

REFERENCIAS:<\/strong><\/span><\/p>\n

Koli, et al.<\/em>, 2011. Conversion of commensal Escherichia coli<\/em> K-12 to an invasive form via expression of a mutant histone-like protein. mBio<\/em> 2<\/strong>(5)<\/a>.<\/p>\n

Kar et al.<\/em>, 2005. Nucleoid remodeling by an altered HU protein: reorganization of the transcription program. Proc Natl Acad Sci USA<\/em>. 102<\/strong>: 16397-16402<\/a>.<\/p>\n

* Alicia es Doctora en Ciencias-Biolog\u00eda Molecular y trabaja en el Centro Nacional de Biotecnolog\u00eda del CSIC.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autores: Alicia S\u00e1nchez Gorostiaga* y Miguel Vicente No estamos hablando de pol\u00edtica, sino de lo que le ocurre a un mutante de Escherichia coli en el que dos peque\u00f1os cambios en una de las prote\u00ednas que compactan el ADN desencadenan una serie de efectos que empiezan aumentando el giro del cromosoma hacia la derecha y cuyo resultado final es que la bacteria, normalmente una pac\u00edfica comensal dentro del intestino, adquiere algunas propiedades virulentas. El que una bacteria normalmente inofensiva se convierta en un peligro no es algo nuevo, es lo que ocurri\u00f3 sin ir m\u00e1s lejos al principio del verano\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":87,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131422"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/users\/87"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131422"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131422\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131422"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131422"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131422"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}