Imagen al microscopio de Salmonella enterica serovar Typhimurium. Créditos: Volker Brinkmann, Max Planck Institute for Infection Biology.
Un grupo de investigación con participación del Instituto
de Biomedicina de Valencia (IBV) y del Centro Nacional de
Biotecnología de Madrid (CNB), ambos del CSIC, realiza la
mejor caracterización del sistema que permite a la bacteria
Salmonella sobrevivir en el cuerpo humano
Un grupo de investigación donde participan científicos del Instituto de Biomedicina de
Valencia (IBV) y del Centro Nacional de Biotecnología (CNB), ambos del Consejo Superior
de Investigaciones Científicas (CSIC), junto a la Universitat de València (Instituto
Universitario Biotecmed) y la Universidad Autónoma de Madrid, han aclarado el
mecanismo que emplea la bacteria patógena Salmonella para controlar la expresión de
cientos de sus genes, entre ellos los que controlan la adaptación a nuestro organismo y,
por tanto, su capacidad para infectarnos. El hallazgo, publicado en la revista Nucleic
Acids Research, abre la puerta a diseñar nuevos fármacos antimicrobianos.
El trabajo describe con precisión el mecanismo de funcionamiento de la proteína RcsB
de Salmonella para controlar la expresión de un número elevado de genes. RcsB es una
proteína que se une al ADN para controlar la expresión de genes cuyos productos son
necesarios para reorganizar la arquitectura de la envuelta celular en respuesta a daños
externos.
Esta proteína recibe señales de otras proteínas dispuestas en la envuelta y que actúan
de antenas, formando todas ellas el denominado ‘sistema Rcs’, conservado en la familia
de las enterobacterias (Enterobacteriaceae). Esta familia está formada por más de 100
géneros bacterianos que incluyen especies y serovares como Salmonella enterica
serovar Typhi (S. Typhi) o Shigella dysenteriae, causantes de la fiebre tifoidea y la
disentería en humanos.
Entre los procesos controlados por el sistema Rcs se incluyen el movimiento de la
bacteria y la formación de una cápsula protectora. En este trabajo se ha visualizado a nivel atómico como RcsB reconoce y se une su ADN diana, lo que ha permitido identificar
su secuencia de reconocimiento y así explicar su especificidad de unión. Esta secuencia
(denominada ‘caja’ en el argot) se ha buscado en todo el genoma de Salmonella,
encontrándose más de 200 sitios de unión y estando más de la mitad de ellos en regiones
con información de codificación de proteínas.
Genes fundamentales para la supervivencia de la bacteria
“Mediante este trabajo hemos realizado la mejor caracterización hasta la fecha del
sistema Rcs de Salmonella, descubriendo que gestiona más genes de los que
pensábamos, hasta un centenar, entre ellos algunos fundamentales para la
supervivencia de la bacteria en nuestro organismo”, explica Alberto Marina,
investigador del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV-CSIC) y uno de los coautores
del estudio.
“Además, hemos realizado un análisis de secuenciación masiva de ARN con distintas
variantes mutantes de RcsB en residuos catalíticos que modulan su fosforilación. Así, se
han observado cambios en los niveles de expresión de cientos de genes, algunos
relacionados con el metabolismo del hierro y desconocidos con anterioridad como
controlados por RscB”, apunta Patricia Cansino, investigadora de la Universitat de
València y coautora del estudio.
Finalmente, se cruzaron los datos obtenidos mediante el análisis de RNAseq y el mapeo
genómico validando la unión de RcsB a dichas regiones. Los nuevos hallazgos han sido
obtenidos mediante aproximaciones estructurales y funcionales combinadas con
transcriptómica y bioinformática. El estudio ha permitido arrojar luz sobre cómo RcsB
podría controlar la expresión de un número tan elevado de genes en respuesta a daños
en la envuelta, y desvelar nuevos genes regulados por esta potencial diana de
antimicrobianos.
Referencia:
Huesa J, Giner-Lamia J, Pucciarelli MG, Paredes-Martí?nez F, Garcí?a-del Portillo F, Marina A and Casino P
(2021), Structure-based analyses of Salmonella RcsB variants unravel new features of the Rcs
regulon, Nucleic Acids Research DOI: 10.1093/nar/gkab060