Download Una tesis de la Facultad de Ciencia y

Una tesis de la Facultad de Ciencia y Tecnología abre la vía
para desarrollar estrategias contra la resistencia de las
bacterias a los antibióticos
El trabajo de investigación ha aislado una proteína “acopladora” que
permite el intercambio de información entre bacterias
Leioa, 02 de noviembre de 2009. La conjugación bacteriana es un proceso por el que
una bacteria es capaz de transmitir una molécula de DNA (pásmido conjugativo) a
otra, mediante un proceso que requiere el contacto físico entre ambas. Gracias a este
proceso las bacterias intercambian información genética útil para hacer frente a
su entorno y adaptarse al medio. Entre la información compartida por las bacterias, se
encuentra aquella que les permite desarrollar la resistencia a distintos antibióticos.
Por ello, la conjugación bacteriana es el principal responsable de la diseminación de la
resistencia a antibióticos que presentan las bacterias y que en las últimas décadas se
ha convertido en uno de los mayores problemas de salud pública.
Para que este proceso tenga lugar son necesarios dos grupos de proteínas
codificadas por la molécula de DNA que se va a transferir. Por un lado, un conjunto de
proteínas que modifican el DNA, para que pueda ser transferido (proteínas Dtr), y por
otro, un conjunto de proteínas que forman el canal por el que se transfiere el DNA de
la bacteria donadora a la receptora (proteínas Mpf). Ambos sistemas se conectan
mediante una proteína indispensable en la conjugación bacteriana denominada
“proteína acopladora”.
Dado el carácter modular de la conjugación bacteriana, el conocimiento del
mecanismo de las proteínas que intervienen en este proceso nos ayudaría a idear
estrategias dirigidas a inhibir la conjugación bacteriana, pudiendo de esta forma
controlar la transferencia de información entre bacterias y, en particular, la
diseminación de la resistencia a antibióticos.
El objeto de estudio de esta tesis, realizada en el Departamento de Bioquímica y
Biología Molecular de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU y en la
Unidad de Biofísica, Centro Mixo CSIC-UPV/EHU, ha sido la proteína denominada
TrwB. Esta es la proteína acopladora del plásmido conjugativo R388 y se encuentra
en la membrana interna de las bacterias. En esta tesis se ha logrado aislar esta
proteína y mimetizar en liposomas una situación similar a la de TrwB en las bacterias.
De esta forma se han podido estudiar las características de TrwB en un ambiente
similar al natural y por ello obtener información sobre la proteína muy aproximada al
funcionamiento de la misma en la bacteria. Este trabajo, por tanto, aporta información
importante que nos permite estar más cerca de conocer el mecanismo de la
conjugación bacteriana y, por consiguiente, de poder desarrollar estrategias contra la
diseminación de la resistencia a antibióticos entre bacterias.
1
Este trabajo ha sido subvencionado con una beca predoctoral del Gobierno Vasco y
por proyectos concedidos por la Diputación de Bizkaia y el MEC.
Ficha de la tesis:
Título: “La reconstitución en liposomas de TrwB, un nanomotor que transporta DNA,
revela la importancia del dominio transmembrana en la función de la proteína”
Doctoranda: Ana Julia Vecino Ortega
Directores: Itziar Alkorta, Profesora del Departamento de Bioquímica y Biología
Molecular de la Facultad de Ciencia y Tecnología, UPV/EHU, y miembro de la Unidad
de Biofísica Centro Mixto CSIC-UPV/EHU. Fernando de la Cruz, Departamento de
Genética, Universidad de Cantabria
Lugar de realización de la Tesis: Departamento de Bioquímica y Biología Molecular
de la Facultad de Ciencia y Tecnología y Unidad de Biofísica, Centro Mixto CSICUPV/EHU
Lectura de la tesis: Viernes 30-10-09, a las 12.00 en el Aula Anexa al Paraninfo de la
Facultad de Ciencia y Tecnología. Campus de Leioa.
Contacto entre célula donadora y célula receptora. Primer paso en el proceso de conjugación
bacteriana.
2
Zientzia eta Teknologia Fakultateko tesi batek bakterioen
antibiotikoekiko erresistentziaren kontrako estrategiak
garatzeko bidea urratu du
Ikerlanak bakterioen artean informazioa trukatzea ahalbidetzen duen
proteina “akoplatzailea” isolatu du
Leioa, 2009ko azaroak 2a. Konjugazio bakterianoko prozesuan bakterio bat beste bati
ADN molekula bat (konjugazio plasmidoa) transmititzeko gai da; horretarako, ordea,
beharrezkoa da biek elkar ukitzea. Prozesu horri esker, bakterioek beren inguruneari
aurre egin eta horretara egokitzeko erabilgarria den informazio genetikoa
trukatzen dute. Bakterioek partekatutako informazioaren artean, hainbat
antibiotikoekiko erresistentzia garatzea ahalbidetzen diena dago. Horregatik,
konjugazio bakterianoa bakterioek antibiotikoekiko duten erresistentzia zabaltzearen
eragile nagusia da eta, azken hamarkadetan, osasun publikoko arazo larrienetakoa
bihurtu da.
Prozesu hau gertatzeko, beharrezkoa da transferituko den ADN molekulak kodetutako
proteinen bi multzo egotea. Batetik, transferitu ahal izateko ADNa aldatzen duten
proteinen multzoa egongo da (Dtr proteinak), eta, bestetik, ADNa bakterio emailetik
hartzailera transferitzeko kanala osatzen duten proteinen multzoa (Mpf proteinak). Bi
sistemak konjugazio bakterianoan ezinbestekoa den proteinaren bidez elkartzen dira,
hots, “proteina akoplatzaile” izenekoaren bidez.
Konjugazio bakterianoa modularra denez, prozesu honetan parte hartzen duten
proteinen mekanismoa ezagutzeak konjugazio bakterianoa inhibitzera bideratutako
estrategiak asmatzen lagunduko liguke. Horrela, bakterioen arteko informazio
transferentzia eta, bereziki, antibiotikoekiko erresistentziaren zabalkuntza kontrolatu
ahal izango lirateke.
UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Biokimika eta Biologia Molekularra
Sailean eta Biofisika Unitatean (IZGK-UPV/EHU Zentro Mistoa) egindako tesi honen
aztergaia TrwB izeneko proteina izan da. Hau R388 konjugazio plasmidoaren
proteina akoplatzailea da eta bakterioen barne mintzean dago. Tesian aipatu proteina
isolatzea eta TrwB proteinak bakterioetan duenaren antzeko egoera liposometan
mimetizatzea lortu da. Horrela, TrwB proteinak ingurune naturalaren moduko ingurune
batean dituen ezaugarriak aztertu ahal izan dira eta, hala, proteinari buruzko
informazioa lortu da, proteinak bakterioan duen funtzionamendutik oso hurbil dagoen
informazioa. Horrenbestez, lan honek konjugazio bakterianoaren mekanismoa
ezagutzetik eta, beraz, bakterioen antibiotikoekiko erresistentzia ez zabaltzeko
estrategiak garatu ahal izatetik gertuago egotea ahalbidetzen duen informazio
garrantzitsua eskaintzen du.
Lana Eusko Jaurlaritzaren doktoratu aurreko beka baten bidez eta Bizkaiko Foru
Aldundiak eta MECk onartutako proiektuen bidez lagundu da diruz.
3
Tesiaren fitxa:
Izenburua: “La reconstitución en liposomas de TrwB, un nanomotor que transporta
DNA, revela la importancia del dominio transmembrana en la función de la proteína”
Doktoregaia: Ana Julia Vecino Ortega
Zuzendariak: Itziar Alkorta, UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko
Biokimika eta Biologia Molekularra Saileko irakaslea eta Biofisika Unitateko (IZGKUPV/EHU Zentro Mistoa) kidea. Fernando de la Cruz, Kantabriako Unibertsitateko
Genetika Saila.
Tesia egin den lekua: Zientzia eta Teknologia Fakultateko Biokimika eta Biologia
Molekularra Saila eta Biofisika Unitatea (IZGK-UPV/EHU Zentro Mistoa)
Tesiaren irakurketa: 2009ko azaroaren 30ean, ostirala, 12:00etan, Zientzia eta
Teknologia Fakultateko Paraninfoari atxikitako gelan (Leioako Campusa).
Zelula emailea eta zelula hartzailea elkar ukitzen. Konjugazio bakterianoko prozesuko lehenengo
urratsa.
4