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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