Un equipo de investigación liderado por científicos del Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) ha determinado cómo la proteína Ler, que se encuentra en bacterias patógenas, interacciona con secuencias determinadas de ADN activando numerosos genes responsables de la virulencia que las bacterias usan para infectar a las células humanas. Ler está presente en cepas de Escherichia coli (E.coli) como la que causó la infección letal de este mayo en Alemania. El trabajo ha sido publicado en la revista científica PloS Pathogens.

Los investigadores han revelado la estructura tridimensional de una región clave de la proteína en complejo con ADN. Conocer las estructuras que controlan la función de genes asociados a la virulencia y/o la resistencia a antibióticos es esencial para entender los mecanismos moleculares que controlan la patogenicidad bacteriana y abre la puerta a tratamientos alternativos a los antibióticos convencionales. En opinión de Jesús García, investigador asociado del IRB Barcelona en el grupo del catedrático de la UB, Miquel Pons, “una estrategia basada en sistemas de regulación selectiva de genes de virulencia es particularmente atractiva porque, potencialmente, podría minimizar las consecuencias adversas en nuestra flora bacteriana y reducir la presión selectiva sobre las bacterias, responsable de la emergencia de la resistencia a antibióticos”.

Transimisión horizontal de genes: una ventaja bacteriana

Muchos de los genes responsables de la virulencia y la resistencia a los antibióticos de las bacterias patógenas han sido adquiridos por procesos conocidos como Transferencia Horizontal de Genes (“horizontal gene transfer” o HGT). Mediante este mecanismo las bacterias adquieren material genético de fuentes externas como otras bacterias o fagos (virus que afectan a las bacterias). La regulación apropiada de los genes HGT, silenciándose cuando no son requeridos y activándose de forma coordinada cuando representan una ventaja, es crucial para el éxito de la bacteria.

“La estructura resuelta nos ha permitido entender cómo Ler reconoce sus sitios de unión en el ADN. Ler no reconoce secuencias específicas sino estructuras locales de ADN. En nuestro estudio se ha comprobado también que este modo de reconocimiento de ADN puede extenderse a otras proteínas de la misma familia, como H-NS”, explica García.  Las proteínas Ler y H-NS tienen un papel esencial en la regulación de los genes adquiridos mediante procesos HGT en cepas patógenas de E. coli.

El estudio forma parte de la tesis doctoral de Tiago N. Cordeiro y en él han participado investigadores del Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), la Universitat de Barcelona (UB) y del Max Planck Institute for Biophysical Chemistry en Göttingen.

Artículo de referencia:

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