Un nuevo estudio revela que las bacterias pueden bloquear activamente la transferencia de genes beneficiosos a células vecinas, utilizando proteínas especializadas para destruir de forma selectiva el ADN compartido antes de que se propague. Esto desafía la idea ampliamente aceptada de que las bacterias intercambian material genético libremente y muestra, en cambio, un sistema más competitivo en el que los microorganismos controlan estrictamente quién tiene acceso a rasgos valiosos. Este hallazgo podría ayudar a los científicos a comprender mejor y potencialmente limitar la propagación de la resistencia a los antibióticos.
Un nuevo estudio demuestra que las bacterias pueden limitar activamente la propagación de genes de resistencia a los antibióticos mediante un mecanismo recientemente caracterizado que bloquea la transferencia de ADN entre células. La investigación, liderada por la profesora Sigal Ben-Yehuda y el profesor Ilan Rosenshine del Centro Médico Universidad Hebrea de Jerusalem -Hadassah, y publicada en Nature Microbiology, se centra en cómo las bacterias intercambian material genético a través de diminutos puentes intercelulares conocidos como nanotubos, una vía que el equipo había identificado previamente como un modo de transferencia horizontal de genes.
Estos nanotubos permiten a las bacterias transferir plásmidos, pequeñas moléculas de ADN que a menudo transportan genes de resistencia a los antibióticos, directamente de una célula a otra. A diferencia de mecanismos clásicos como la transformación o la conjugación, este intercambio mediado por nanotubos permite compartir rasgos genéticos de manera cercana, dependiente del contacto y en ambas direcciones, ya sea que la célula donadora entregue ADN o que la receptora lo adquiera activamente.
El nuevo estudio muestra que este proceso no es ilimitado. Los investigadores descubrieron que una proteína llamada YokF actúa como un “guardián” molecular, bloqueando específicamente la transferencia de plásmidos a través de los nanotubos. YokF funciona como una enzima que degrada el ADN durante la transferencia, impidiendo efectivamente que las bacterias vecinas adquieran rasgos potencialmente beneficiosos.
Este mecanismo permite a las bacterias conservar genes valiosos para sí mismas, otorgándoles una ventaja competitiva en comunidades microbianas densas. Es importante destacar que el estudio demuestra que esta transferencia genética basada en nanotubos, y su inhibición, desempeña un papel significativo en la propagación de pequeños plásmidos, muchos de los cuales transportan resistencia a los antibióticos. Al limitar esta transferencia, YokF reduce la velocidad con la que estos rasgos pueden difundirse en poblaciones bacterianas.
Análisis adicionales revelaron que proteínas similares a YokF están ampliamente distribuidas en muchas bacterias Gram positivas, lo que sugiere que no se trata de un fenómeno aislado, sino de una estrategia común para regular el flujo genético.
Los hallazgos destacan un nivel de control previamente subestimado en la evolución bacteriana. Los microorganismos no solo comparten genes, sino que gestionan activamente su distribución. Comprender este proceso podría abrir nuevas vías para combatir la resistencia a los antibióticos al dirigirse a los mecanismos que permiten o restringen la propagación de estos genes.
Investigadores:
- Venkadesaperumal Gopu
- Saurabh Bhattacharya
- Michal Bejerano-Sagie
- Mei Zhuang
- Yuval Nevo
- Oren Yakovian
- Bushra Shraiteh
- Miriam Ravins,
- Manas Kumar Guria
- Tamar Kahan
- Boris Mače
- Ilan Rosenshine
- Sigal Ben-Yehuda
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