Un equip liderat per científics de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) ha determinat com la proteïna Ler, que es troba en bactèries patògenes, interacciona amb seqüències determinades de DNA i activa nombrosos gens responsables de la virulència que els bacteris usen per infectar les cèl·lules humanes. Ler està present en soques d'Escherichia coli (E.coli) com la que va causar la infecció letal d'aquest maig a Alemanya. El treball ha estat publicat a la revista científica PloS Pathogens.

Els investigadors han revelat l'estructura tridimensional d'una regió clau de la proteïna lligada a DNA. Conèixer les estructures que controlen la funció de gens associats a la virulència i/o la resistència a antibiòtics és essencial per entendre els mecanismes moleculars que controlen la patogenicitat bacteriana i obre la porta a tractaments alternatius als antibiòtics convencionals. En opinió de Jesús García, investigador associat de l'IRB Barcelona en el grup del catedràtic de la UB, Miquel Pons, “una estratègia basada en sistemes de regulació selectiva de gens de virulència és particularment atractiva perquè potencialment podria minimitzar les conseqüècies adverses per a la nostra flora bacteriana i reducir la pressió selectiva sobre les bactèrias, una pressió que és responsable de l'emergència de la resistència a antibiòtics”.

Transmissió horitzontal de gens

Molts dels gens responsables de la virulència i la resistència als antibiòtics de les bactèries patògenes són adquirits per Transferència Horitzontal de Gens (“horizontal gene transfer” o HGT). Mitjançant aquest mecanisme les bactèries adquireixen material genètic de fonts externes com ara altres bacteris o fags (virus que afecten als bacteris). La regulació apropiada dels gens HGT, silenciant-se quan no els requereixen i activant-se de forma coordinada quan representen un avantatge, és crucial per l'èxit del bacteri.

“L'estructura resolta ens ha permès entendre com Ler reconeix els seus llocs d'unió en el DNA. Ler no reconeix seqüècies específiques sinó estructures locals de DNA. En el nostre estudi hem comprovat també que aquest mode de reconeixement de DNA pot extendre's a altres proteïnes de la mateixa família, com H-NS”, explica García.  Les proteïnes Ler i H-NS són essencials en la regulació dels gens adquirits per HGT en soques patògenes d'E.coli.

L'estudi forma part de la tesi doctoral de Tiago N. Cordeiro i hi han participat investigadors de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), la Universitat de Barcelona (UB) i del Max Planck Institute for Biophysical Chemistry a Göttingen.

Article de referència:

Indirect DNA Readout by an H-NS Related Protein: Structure of the DNA Complex of the C-Terminal Domain of Ler.

Tiago N. Cordeiro; Holger Schmidt; Cristina Madrid; Antonio Juárez; Pau Bernadó; Christian Griesinger; Jesus García; Miquel Pons.

PLoS Pathog 7(11): e1002380. doi:10.1371/journal.ppat.1002380