Un estudio reciente encabezado por la profesora Sigal Ben Yehuda y su equipo de la Universidad Hebrea ha revelado una faceta cautivadora de la latencia bacteriana. Esta investigación esclarece el mecanismo a través del cual las esporas bacterianas latentes mantienen y activan un programa transcripcional duradero al revivir, mostrando un sistema de memoria genética extraordinario. Este descubrimiento es fundamental, ya que desentraña los mecanismos que rigen la forma en que estos organismos retienen información genética vital durante los años de latencia.
Las esporas, estructuras resistentes y protectoras formadas por ciertos microorganismos como bacterias y hongos, sirven como mecanismo de supervivencia frente a condiciones adversas.
Las esporas bacterianas se encuentran entre las formas celulares más longevas de la Tierra, y los informes evocan su renacimiento después de millones de años de inactividad. Encapsulan el material genético y los componentes esenciales del organismo, permaneciendo latentes hasta que las condiciones se vuelven favorables para la germinación.
La comprensión de las esporas es crucial en varios campos, ya que ofrece información sobre las estrategias de supervivencia y las posibles aplicaciones en microbiología, agricultura y biotecnología.
El estudio, publicado en Molecular Cell, destaca el descubrimiento de un dominio cromosómico central dentro de las esporas inactivas. Este dominio alberga la ARN polimerasa central (RNAP), que permanece unida a regiones promotoras intergénicas específicas durante la latencia. Estas regiones ejercen control sobre genes cruciales para las funciones celulares esenciales, como la producción de ARNr y ARNt.
Al salir de la latencia, la ARN polimerasa dentro de estas esporas inicia rápidamente la copia de instrucciones genéticas vitales. Recluta los componentes necesarios para la transcripción, como los factores sigma, activando rápidamente los genes esenciales necesarios para las funciones celulares.
El estudio también observó un proceso similar en las bacterias causantes de enfermedades que forman esporas, lo que sugiere una estrategia común entre varios organismos para reiniciar las funciones después de la latencia.
La investigación también descubrió el papel fundamental de las proteínas compactadoras de ADN de esporas en este proceso. Los mutantes que carecían de estas proteínas mostraron una localización dispersa de RNAP, lo que resultó en una expresión génica desorganizada durante la germinación. Esto subraya la importancia de mantener una estructura cromosómica adecuada en la preservación del programa transcripcional crucial para el renacimiento de las esporas.
La profesora Sigal Ben Yehuda comentó: “Nuestra investigación sugiere que la estructura del cromosoma de esporas está diseñada para mantener un modelo para la actividad génica al pausar la ARN polimerasa, en modo de espera, lista para reanudar la expresión génica cuando las condiciones favorecen la reactivación. La relevancia de este mecanismo podría extenderse más allá de las bacterias, ofreciendo información valiosa para mantener planes de actividad génica duraderos en varios organismos que se someten a etapas de vida latentes”.
Esta investigación significa un salto sustancial en la comprensión de los intrincados mecanismos detrás de la latencia y el renacimiento bacteriano. Sus implicaciones abarcan diversos campos, desde la microbiología hasta las posibles aplicaciones en biotecnología y medicina.
El artículo de investigación titulado “Dormant bacterial spores encrypt a long-lasting transcriptional program to be executed during revival“ ya está disponible en Molecular Cell.
Investigadores:
Bing Zhou, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Yifei Xiong, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Yuval Nevo, Info-CORE, Unidad de Bioinformática del Centro de Computación I-CORE, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Tamar Kahan, Unidad de Bioinformática, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Oren Yakovian, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Sima Alon, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Saurabh Bhattacharya, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Ilan Rosenshine, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Lior Sinai, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
Sigal Ben-Yehuda, Departamento de Microbiología y Genética Molecular, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
