Os fagos, os virus que atacan ás bacterias, teñen unha vida máis complexa do que se pensaba. Hai pouco descubriuse que son capaces mesmo de comunicarse entre si, establecendo estratexias para infectar ás bacterias.
É un campo de investigación puxante, polas súas posibles aplicacións en biotecnoloxía e biomedicina. Agora, un grupo internacional de investigadores liderado desde o Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV), do CSIC, publicou en Cell Host & Microbe un novo mecanismo, máis complexo do que se cría, de control do ciclo vital dunha das familias de fagos con capacidade de comunicación.
Este traballo é froito da colaboración entre o grupo que lidera Alberto Marina no IBV-CSIC e o de José R. Penadés no Imperial College de Londres, coa participación do grupo de Avigdor Eldar, da Universidade de Tel Aviv. Os tres investigadores acaban de recibir unha das axudas Synergy Grants do European Research Council para investigacións de fronteira en colaboración.
No marco deste proxecto, TalkingPhages, os investigadores describiron un novo mecanismo de represión en fagos da familia SPbeta, na que se demostrou a existencia do mecanismo que utilizan os fagos para comunicarse entre si, chamado ‘arbtrium’.
Dous ciclos vitais
Os fagos teñen dous ciclos vitais: un lítico, onde o fago infecta a unha bacteria, utilízaa para multiplicarse e logo a mata ao facela explotar (o que se coñece como ‘lisar’) para liberar novas partículas víricas; e outro lisoxénico, onde o fago infecta unha bacteria e insere nela o seu ADN quedando quiescente, o que permite que o seu ADN sexa copiado e transmitido á descendencia cando a bacteria se duplica (como fan os virus do herpes ou a hepatite delta en humanos).
“Para manterse en estado quiescente, o fago ten que reprimir os xenes líticos”, explica Marina. “Faino mediante unha proteína represora mestra denominada CI, como se caracterizou para o fago modelo Lambda. Basicamente, asumíase que todos os fagos tiñan un sistema de control da lisoxenia moi similar”, apunta Marina.
Neste estudo, o equipo describiu un sistema totalmente novo e moito máis complexo. Os fagos da familia SPbeta non teñen unha única proteína para reprimir os xenes do ciclo lítico, senón que no proceso participan tres, con estruturas distintas á xa coñecida CI.
“O represor mestre é unha proteína cunha arquitectura de recombinasa que chamamos SroF, que o fago adaptou para reprimir os xenes líticos”, explica o investigador. Ao ser fagos cun xenoma moi grande, codificando para máis de 180 proteínas, SroF crea unións con múltiples sitios do xenoma, o que tamén o diferencia do modelo clásico de lambda.
Ferramentas biotecnolóxicas
Pero isto non é o único novo. “Hai outras dúas proteínas que tamén participan no proceso de represión, chamadas SroE e SroD, que foron recicladas polo fago para esta función, como indica a súa estrutura. Isto demostra a fascinante capacidade que teñen os fagos para evolucionar e adaptarse”, asegura Elena Cabello, investigadora doutoral no IBV e coprimeira autora do traballo.
Ademais, estes fagos presentan represores para outras proteínas moito máis variables que conectan os represores co sistema de comunicación arbitrium, integrando o ciclo vital do fago coa información obtida do ambiente.
“En resumo, descubrimos un novo sistema de control que permite aos fagos regular dunha forma complexa o seu ciclo vital e integrar neste proceso a comunicación con outros fagos”, destaca Marina. Trátase dunha investigación básica realizada para propoñer o proxecto TalkingPhages. No futuro, este novo coñecemento pode abrir un novo campo de investigación para desenvolver aplicacións, xa que coñecer como se regula o ciclo vital dos fagos permitiría o seu control, obtendo múltiples aplicacións ao utilizar estes elementos como ferramentas biotecnolóxicas ou biomédicas.
