Un nuevo sistema de defensa bacteriana, denominado SNIPE, se encarga de proteger directamente a las bacterias al descomponer el ADN viral invasor. Este descubrimiento proviene de investigaciones realizadas en el Departamento de Biología del MIT y fue publicado recientemente en la revista Nature.
Bacterias y virus, específicamente los que infectan a las bacterias llamados bacteriófagos, están en constante conflicto. Las bacterias desarrollan métodos para protegerse, mientras que los fagos intentan superar esas defensas. El sistema SNIPE, que significa superficie asociada a nucleasa inhibiendo la entrada de fagos, se integra en la membrana protectora de las bacterias. Contiene un dominio de nucleasa que corta el material genético del fago invasor, convirtiéndolo en fragmentos inofensivos antes de que pueda utilizar la maquinaria molecular del huésped para replicarse.
Características del sistema SNIPE
Daniel Saxton, autor principal del estudio y postdoctorado en el Laub Lab, se interesó en este sistema de defensa en E. coli debido a la rareza de una nucleasa que se localiza en la membrana, ya que la mayoría se encuentran libres en el citoplasma. Saxton señala que este sistema es una defensa directa; es decir, permite que la célula infectada sobreviva al ataque del fago.
Durante un experimento basado en fluorescencia, el equipo de Saxton observó que el ADN viral se destruía tan rápidamente que no podían ver ningún punto fluorescente. “SNIPE es una protección excepcional”, dice Saxton, quien ha notado la eficacia del sistema a pesar de bombardear las bacterias con numerosos fagos.
Mecanismos y control de defensa
Cuando el dominio de nucleasa de SNIPE fue mutado, permitiendo que no pudiera descomponer el ADN, empezaron a aparecer los puntos fluorescentes y las bacterias sucumbieron a la infección. Las bacterias controlan estrictamente sus sistemas de defensa para evitar que se vuelvan contra ellas mismas. Algunos sistemas permanecen inactivos hasta que se activan para detener la producción de proteínas, mientras que otros pueden distinguir entre el ADN bacteriano y el ADN viral invasor.
Saxton destaca que actualmente se están descubriendo rápidamente nuevos sistemas de defensa contra fagos, lo que ha generado gran interés en el campo de la investigación bacteriana. Sin embargo, el estudio de estos procesos en la membrana es complicado debido a su densidad y a la naturaleza transitoria de la inyección del ADN viral, que dura solo unos minutos.
Interacciones y futuro de la investigación
SNIPE parece identificar el ADN viral interactuando con proteínas que los fagos utilizan para atravesar la membrana protectora de las bacterias. Este proceso de “localización subcelular” podría evitar que SNIPE dañe el material genético de la bacteria. Según el modelo propuesto en el estudio, una región de SNIPE se une a una proteína de membrana bacteriana llamada ManYZ, mientras que otra región se asocia probablemente con la proteína de medida del fago.
El equipo del Laub Lab ya colabora con otro laboratorio para determinar la estructura de SNIPE. Mientras tanto, Saxton investiga un nuevo sistema de defensa en el que la imitación molecular, donde las proteínas bacterianas imitan a las proteínas virales, puede desempeñar un papel crucial. Este enfoque podría abrir nuevas vías en la comprensión de cómo las bacterias se defienden contra sus atacantes.
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