Bacterias comunicativas

Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado uno de los mecanismos que emplean las bacterias para comunicarse entre ellas. El hallazgo ha sido recogido en el último número de la revista PLOS Biology y se basa en la recreación tridimensional de la estructura de la proteína RapF.

Las bacterias se comunican entre sí para coordinar procesos esenciales como la reproducción y la migración celular. Los mecanismos biológicos de comunicación entre ellas se basan, principalmente, en sistemas de señalización de dos componentes: un sensor y un regulador de respuesta.

El investigador del CSIC en el Instituto de Biomedicina de Valencia Alberto Marina, responsable de la investigación, explica: "Además de estos dos componentes, habíamos observado que unas proteínas auxiliares llamadas conectores también participan en este complejo proceso de señalización". Estas proteínas Rap son conectores prototípicos que modulan la actividad de los reguladores de respuesta y cuya actividad es, a su vez, regulada por los péptidos Phr.

La reconstrucción en 3D de la proteína RapF junto a su péptido asociado PhrF ha permitido identificar un conjunto de residuos responsables de participar en el anclaje del péptido y de su especificidad funcional.

La investigadora del CSIC y corresponsable del trabajo, Francisca Gallego, precisa: "Experimentos posteriores nos permitieron relajar la especificidad RapF-PhrF simplemente cambiando uno de esos residuos, lo que equivale a decir que hemos podido modificar su función".

Para Marina, "el descubrimiento de estos residuos y su sistema de funcionamiento constituye un hallazgo clave para entender los mecanismos de función e inhibición de las proteínas Rap y abre la posibilidad de rediseñar artificialmente este tipo de proteínas de modo que sirvan para reprogramar vías de señalización biológicas, lo que podría tener múltiples aplicaciones en el campo de la biotecnología".

PhrF induced conformational changes disrupt response regulator binding sites.

(A) Side (left) and top view (right) of the superimposition of RapF 3-helix bundle from the PhrF (blue hues) and the ComA (yellow hues) complexes shows that this domain rotates ~155° as a rigid body using the linker region (dark blue and orange for PhrF and ComA complexes, respectively) as a hinge. As a result of the movement α1 helices of TPR1 motif (cyan and dark red for PhrF and ComA complexes, respectively) superimpose but with inverted orientation, extending from three to five helices the helix bundle in the case of RapF-PhrF complex. (B) RR binding to Rap is impaired in the Phr-induced conformation. Spo0F and DNA-binding domain of ComA (green and yellow surfaces, respectively) were placed in the RapF-PhrF structure by aligning the 3-helix bundle of RapF-Spo0F (3Q15) and RapF-ComA (3ULQ) with RapF-PhrF structure. RapF-PhrF is represented in ribbon and colored the N-terminal portion in magenta and the TPR domain in blue, view from the side (left) and the top (right).

La investigación también ha contado con la participación del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras.

Fuente: CSIC