Desvelan cómo se produce la transferencia de genes virulentos entre bacterias

Un trabajo con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha atribuido a una enzima presente en todos los organismos vivos una nueva función en la transferencia de genes virulentos entre bacterias, un proceso que acaba por provocar una infección.

Los resultados, que aparecen publicados en el último número de la revista Molecular Cell, y que han empleado como modelo la bacteria Staphylococcus aureus –la más frecuente en las infecciones adquiridas en hospitales–, establecen el mecanismo de actuación de estas moléculas.

Las bacterias son capaces de transferir material genético entre sí mediante mecanismos de transferencia horizontal de genes. Cuando estos genes son virulentos, las bacterias que los reciben adquieren la capacidad de provocar enfermedades.

“Algunos de los genes que codifican para toxinas y otros factores de virulencia están presentes en unas regiones denominadas islas de patogenicidad. Estas islas se transfieren de unas bacterias a otras utilizando virus que infectan bacterias, los llamados bacteriófagos”, explica José Rafael Penadés, que trabaja en el Instituto de Biomedicina de Valencia.

El equipo de investigadores, formado también por científicos del Centro de Investigación y Tecnología Animal y la Universidad CEU Cardenal Herrera, ha descubierto que las enzimas dUTPasas son capaces de despertar a las islas de patogenicidad para que detecten que la bacteria está siendo atacada por un virus. Antes de que la bacteria muera infectada, las islas inician su replicación y se transfieren a otras bacterias inocuas, a las que convierten en virulentas.

“El proceso evolutivo ha hecho que las islas detecten que un virus está infectando a las bacterias, lo que producirá su muerte, y utilicen la presencia del bacteriófago para activarse e iniciar su ciclo. Esto ocurre porque algunas proteínas del fago se unen a un represor que bloquea la isla”, explica Penadés.

Proteínas G protooncogénicas

Los resultados confirman que las dUTPasas son moléculas señalizadoras que emplean un mecanismo similar al descrito para una familia de proteínas presentes en células eucariotas: las proteínas G protooncogénicas.

“Las dUTPasas son activas como señalizadoras cuando se unen a un nucleótido dUTP. Es entonces cuando cambian su conformación y, una vez cumplida su función, degradan el nucleótido y pasan a estar apagadas. Este mecanismo de encendido y apagado es el mismo que el empleado por los protooncogenes”, destaca Penadés.

Según Alberto Marina, otro de los autores e investigador del CSIC, el estudio sugiere por primera vez que las dUTPasas cumplen una función señalizadora no solo en la mayoría de los virus, sino en organismos vivos complejos como los eucariotas superiores.

“Nuestros resultados aportan una visión completamente nueva del mecanismo de actuación, que depende de una serie de características presentes en las enzimas de los bacteriófagos de Staphylococcus aureus y también presentes en otras muchas dUTPasas de un gran número de organismos vivos. Todo ello sugiere que el mecanismo descrito es universal”, concluye Marina.