Las etapas jumbo les encanta matar bacterias: ¿pueden usarse como antibióticos?

Hay virus de fase que inyectan sus bacterias de ADN y ataque, luego graban maquinaria bacteriana para reproducirse. Finalmente, hacen tantas copias de sí mismas que estallan bacterias. Mirando este proceso en un tipo único de virus, llamado fase jumbo, los científicos esperan aprender a crear nuevos antibióticos que puedan abordar la creciente crisis de resistencia.

El promedio de la fase jumbo es más de cuatro veces el ADN de la fase. Utiliza este material genético para crear una ubicación restringida dentro de la bacteria donde está rodeado por un escudo protector hecho de proteína, mientras que puede copiar su ADN.

Los investigadores de UC San Francisco han descubierto que el escudo funciona a través de un conjunto de "apretón de manos secreto". Solo permiten que pasen un conjunto específico de proteínas útiles.

Handshek todo contiene una proteína central grande. Tiene un tamaño que le permite usar diferentes partes de sí mismo para detectar y separar diferentes proteínas.

Joseph Body-Denomy, PhD, PhD, profesor asociado de microbiología e inmunología en UC San Francisco, dijo: "Esto no es lo que no esperamos ver en absoluto". Aparecer 5 de febrero Naturaleza,

"Esto es sorprendentemente complejo para una fase", dijo.

Apretón de manos secreto

Jumbo pertenece a un grupo de virus de fase, llamados bacteriófagos, o la fase para pantalones cortos, que se descubrieron hace más de un siglo. Inicialmente, la fase fue vista como una forma de tratar las infecciones por bacterias, ya que son inofensivas para los humanos y pueden matar bacterias específicas, dejando a otros solos.

El interés murió después de que se desarrollaron medicamentos antibióticos, pero la urgencia de encontrar nuevas formas de combatir las bacterias resistentes a los antibióticos lo está arrojando una vez más.

Los científicos comenzaron a trabajar por primera vez en la fase jumbo a principios de la década de 1980, pero no fue hasta 2017 que los investigadores de UCSF y UC San Diego trabajaron juntos para identificar proteínas flexibles que producen escudos.

En 2020, Bondi-Denomy lideró un estudio que mostró que el ADN del escudo de proteínas protege el ADN de los ataques de defensa bacteriana.

Ella y Claire Cocontis, BS, una estudiante graduada, dudan de que se trata de usar estos virus contra las infecciones del escudo, luego las etapas gigantes en fase regular pueden dar diferentes ventajas.

Los investigadores querían aprender cómo el escudo reconoce proteínas útiles y las pasa en el área protegida.

El misterio, descubrió, era un grupo de proteínas hechas por fase que interactúa de manera inesperada.

El centro tenía una proteína de fase cocontis llamada importación 1 o Imp1. Para importar proteína en ubicación preservada, tuvieron que interactuar con Imp1.

Los investigadores también encontraron un conjunto adicional de proteínas importadores que ayuda a Imp1 a sacar proteínas a través del escudo.

La proteína debe ingresar al área protegida justo antes de la interacción entre el IMP1 y una proteína fuera del escudo.

"Es como un apretón de manos secreto entre dos amigos", dijo la deninomía del cuerpo. "Las personas que obtienen la mano derecha salen bien, y otras son expulsadas".

De hecho, para ver qué parecía esos apretones de manos, Cocontis mapeó la superficie de la "mano" de Imp 1 a nivel molecular.

El mapa mostró que cada proteína de fase que está permitida en el área protegida es su propia forma única de interactuar con la mano EMP 1: una proteína toca un pulgar, otro dedo, otro y un dedo diferente.

Esta diversidad de combinaciones permite al grupo de proteínas importadores identificar una variedad de apretones de manos.

Una nueva forma de hacer antibióticos

Los investigadores hicieron su trabajo utilizando bacterias pseudomonosas, que eligieron porque es conocido por la mayoría de la resistencia a los antibióticos.

Lo que aprendió ayudará a los científicos a mejorar una vieja vista que alguna vez se dejó atrás después de que los antibióticos se convirtieron en estándar. Se llama terapia de fase, implica luchar con una infección de otra. Primero, un humano se infecta con bacterias. El humano luego usa una fase para matar bacterias.

Pero las bacterias tienen prisa por desarrollar una nueva defensa. Una vez que preparan una forma de llevar el escudo protector de la fase al pasado, matarán la fase.

Comprender cómo el apretón de manos secreto del escudo ayudará a la fase de ingeniería científica que puede enfrentar estos cambios evolutivos.

El laboratorio de Body-Danomy ya ha desarrollado un método basado en CRISPR para realizar los cambios genéticos necesarios para esta familia específica.

Los científicos también pueden emplear el conocimiento del ingeniero jumbo que produce drogas o combatir el cáncer causado por la infección bacteriana.

"Estamos en el punto inicial de darnos cuenta de toda esta capacidad", dijo Cocontis. "Al recibir un manejo de su ciencia básica, cómo funcionan estas fases, estamos haciendo tareas terrestres para adaptarlas para combatir la enfermedad".