Mecanismo genético en bacterias podría explicar su resistencia a antibióticos

 Investigadores del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de la región española de Cantabria (IBBTEC) descubrieron un nuevo mecanismo de unión de un factor de transcripción a las regiones promotoras de diversos genes implicados en la transferencia de ADN entre bacterias, lo que puede permitir entender su resistencia a los antibióticos y facilitar, así, el diseño de nuevos sistemas biológicos sintéticos.

La investigación, realizada por el Grupo de Ingeniería de Proteínas, en colaboración con el de Intergenómica, ambos del IBBTEC, se publicó en la prestigiosa revista Nucleic Acids Research, según informó este miércoles la Universidad de Cantabria (UC).

Como explica el autor del artículo, Gabriel Moncalián, profesor de Genética de la UC e investigador del IBBTEC, los factores de transcripción son proteínas que, mediante su unión a secuencias concretas en la zona de unión de la ARN polimerasa, regulan la expresión de diversos genes, lo que es esencial en todos los seres vivos para controlar dónde y cuándo se expresa la información contenida en el ADN.

Entre bacterias, la proteína ArdK regula la transcripción de una serie de genes implicados en la transferencia de ADN que son, por tanto, importantes para entender y combatir la diseminación de su resistencia a antibióticos.

Así, se observó que en las cinco regiones promotoras de los genes que regula ArdK está presente una misma secuencia de ADN que está repetida de forma directa (TTGACAnnnnTTGACA) y que coincide con la secuencia de unión de uno de los componentes de la ARN polimerasa.

En el estudio se comprobó que la proteína ArdK reconoce esta peculiar secuencia de ADN repetida de forma directa.

Para conocer cómo era esta proteína capaz de reconocer esta secuencia de ADN se resolvieron diversas estructuras mediante cristalografía de rayos X en los sincrotrones ALBA (Barcelona), SOLEIL (París) y ESRF (Grenoble), y se vio que la proteína ArdK es un dimero que contiene dos motivos HTH dispuestos de forma simétrica.

Sin embargo, los estudios estructurales muestran que esa simetría se rompe al unirse ArdK a repeticiones directas de ADN.

La comparación entre ambas estructuras ha permitido generar un modelo del inédito movimiento de esta proteína para interaccionar con el ADN mediante la rotación de 180° de uno de los dominios HTH.

De esta forma, este nuevo mecanismo de reconocimiento del ADN permite explicar cómo se regula la expresión de los genes implicados en la transferencia de ADN entre bacterias cuyas regiones promotoras contienen estas secuencias repetidas de forma directa y, al ser un sistema de reconocimiento muy novedoso, facilita el diseño de nuevos sistemas biológicos sintéticos, explicó Moncalián.