Images
- Científics de l'IRB Barcelona, el CSIC i la University of Detroit Mercy descobreixen l'estructura atòmica de la proteïna ToxR unida a l'ADN.
- Aquest factor de transcripció regula la virulència del bacteri Vibrio còlera, causant del còlera mitjançant l'activació de diversos gens.
- La investigació ha estat publicada a la revista PNAS.
Conéixer el mecanisme molecular que desencadena una malaltia és fonamental per trobar nous tractaments. La malaltia del còlera, provocada pel bacteri Vibrio còlera, no és una excepció.
Un equip científic dirigit pel Dr. Miquel Coll a l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i a l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), en col·laboració amb investigadors de la University of Detroit Mercy dirigits pel Dr. Eric Krukonis, ha revelat l'estructura atòmica de la proteïna ToxR, que està unida a l'ADN de dos promotors dels gens que causen la virulència del bacteri.
Per dur a terme l'estudi, els científics han emprat tècniques de difracció de raigs-X, fent servir radiació de sincrotró, així com eines d’intel·ligència artificial.
“ToxR és una proteïna dels anomenats 'factors de transcripció', que activa els gens toxT i ompU, provocant, entre altres efectes, la producció de la toxina colèrica que causa diarrea greu i la consegüent deshidratació, que pot ser mortal en pocs dies si no es tracta”, afirma el Dr. Coll.
Aquesta troballa revela que ToxR s'uneix a múltiples seqüències reguladores de l'ADN bacterià, bé en tàndem o de manera invertida, captant, alhora, l’ARN polimerasa, la màquina molecular que transcriu els gens.
“El que sabem és que aquest factor de transcripció transmembrana, anomenat ToxR, rep un senyal quan el bacteri arriba a l'intestí humà, ja que detecta les sals biliars. El senyal es transdueix, és a dir, es transmet, fins a arribar a l'ADN que hi ha a l'interior del bacteri, desencadenant la cascada de toxicitat”, explica el Dr. Albert Canals, primer autor de la investigació.
“L'activador clau del gen de virulència deVibrio còlera, ToxR, ha estat estudiat durant anys per diversos laboratoris, però la forma exacta en què interactua amb l'ADN ha estat un misteri fins ara. Aquest estudi demostra que ToxR reconeix l'estructura de l'ADN més que seqüències d'ADN específiques, fet que explica en part la seva aparent unió promíscua a l'ADN i revela informació sobre el seu paper en l'eliminació de les proteïnes repressores dels gens de virulència que impedeixen l’expressió de factors com la toxina del còlera fins que el bacteri ingressa a l'hoste”, apunta el Dr. Krukonis.
La pandèmia oblidada
El còlera és una malaltia diarreica causada per la ingesta d’aliments o aigua contaminats amb el bacil Vibrio còlera. Si bé s'ha erradicat a gran part dels països desenvolupats, el còlera continua sent una amenaça per a la salut pública als països amb condicions sanitàries deficients, així com un indicador d'inequitat i manca de desenvolupament social.
Segons l'Organització Mundial de la Salut (OMS), durant el segle XIX, el còlera es va propagar per gran part del món des del delta del Ganges, a l'Índia. Aquest bacteri ha provocat fins a set pandèmies en el passat i ha causat la mort de milions de persones de tots els continents. Actualment estem vivint la setena pandèmia d'una malaltia infecciosa que és endèmica a molts països en vies de desenvolupament i que s'acarnissa especialment en els nens.
Durant l'any 2022, 29 països van notificar casos de còlera, entre ells Haití, Malawi, Iemen i Síria, que van reportar grans brots epidèmics. L'increment de casos a nivell mundial ha crescut en els darrers anys, essent cada cop més nombrosos, més estesos i més greus degut, en gran part, al canvi climàtic que provoca inundacions, sequeres i migracions massives. També els conflictes bèl·lics i les catàstrofes naturals limiten l'aigua potable i faciliten la propagació de la malaltia. El 2023 s'han disparat les alarmes als organismes internacionals com la UNICEF i l’OMS pel ressorgiment mundial del còlera.
Article relacionat:
ToxR activates the Vibrio cholerae virulence genes by tethering DNA to the membrane through versatile binding to multiple sites
Albert Canals, Simone Pieretti, Mireia Muriel-Masanes, Nour El Yaman, Sarah C. Plecha, Joshua J. Thomson, Montserrat Fàbrega-Ferrer, Rosa Pérez-Luque, Eric S. Krukonis, and Miquel Coll
PNAS (2023) DOI: 10.1073/pnas.2304378120
IRB Barcelona
L’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) treballa per aconseguir una vida lliure de malalties. Desenvolupa una recerca multidisciplinària d’excel·lència per curar el càncer i altres malalties vinculades a l'envelliment. Treballa establint col·laboracions amb la indústria farmacèutica i els principals hospitals per fer arribar els resultats de la recerca a la societat a través de la transferència de tecnologia, i du a terme diferents iniciatives de divulgació científica per mantenir un diàleg obert amb la ciutadania. L’IRB Barcelona és un centre internacional que acull al voltant de 400 investigadors de més de 30 nacionalitats. Reconegut com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011, és un centre CERCA i membre del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
