Identifican cómo las bacterias se adaptan a los cambios ambientales ‏

Un estudio ha identificado el mecanismo por el que las bacterias logran adaptarse a los cambios ambientales. Según esta investigación, en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y publicada en el último número de la revista EMBO, las bacterias liberan un tipo de molécula al ambiente, los D-aminoácidos, que son capaces de modular la biosíntesis del peptidoglicano, principal componente de la pared celular bacteriana.

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“La pared bacteriana es la primera barrera que permite a las bacterias protegerse y comunicarse con su entorno y la regulación de su síntesis es fundamental para la supervivencia de la bacteria”, explica el investigador del CSIC Felipe Cava, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa. “Una falta de coordinación entre el ritmo de crecimiento y la síntesis del peptidoglicano supondría un riesgo letal para toda la población. La liberación de los D-aminoácidos permite que toda una comunidad bacteriana sea capaz de sincronizar su síntesis de peptidoglicano con el crecimiento celular en respuesta a los cambios ambientales”.
En aquellas situaciones en que deben parar su crecimiento, las bacterias liberan D-aminoácidos al ambiente, que se incorporan en la composición del peptidoglicano y de esta forma toda la población de bacterias se beneficia de estos reguladores. “Este tipo de sistemas en el que las bacterias liberan metabolitos reguladores al ambiente para generar un tipo de comportamiento social coordinado, suele traducirse en cambios en la expresión de los genes. Sin embargo, este parece ser un nuevo paradigma de regulación poblacional ya que parecen modular directamente la actividad las proteínas que sintetizan y modifican el peptidoglicano”, continúa Cava.
El presente trabajo muestra que tanto la producción de D-aminoácidos como su incorporación en la pared bacteriana se rige por un sistema de regulación mediado por estrés. Este hecho aumenta los escenarios hipotéticos donde el papel de los D-amino ácidos pudieran ser clave para la supervivencia de la bacteria. Si los D-aminoácidos pueden favorecer a la bacteria a prosperar en un ambiente hostil saber cómo funciona este mecanismo de adaptación puede permitirnos bloquearlo o reducirlo, lo que podría conducir a nuevas terapias para combatir enfermedades causadas por agentes infecciosos bacterianos”, explica el investigador.

Según el estudio, que ha tomado como modelo el agente causante del cólera, Vibrio cholerae, el mecanismo mediante el cual los D-aminoácidos modifican la composición del peptidoglicano está ampliamente conservado en otros tipos bacterianos. Esto sugiere que, aunque muchos son los tipos bacterianos capaces de producir estas moléculas, son aún más aquellos capaces de responder ante ellas. De este modo la presencia de la molécula en el medio puede representar un mecanismo por el cual las bacterias de una especie pueden modificar el comportamiento, ya sea de forma negativa o positiva, de otras especies que compartan un mismo nicho ambiental.

Esta investigación ha sido fruto de un trabajo de colaboración entre el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa y la Universidad de Harvard, en Boston (EEUU).