Pequeños autoestopistas: descubren nuevos 'minisatélites' en bacterias marinas

muestra de agua de mar
Las islas minimalistas cromosómicas inducibles por fagos (PICMI) están cambiando la forma en que los científicos piensan sobre la vida en el océano.

Muestra cuán complejo y fascinante puede ser el micromundo de nuestros océanos

Microbiólogos dirigidos por la bióloga de la Universidad de Montreal, Frédérique Le Roux, han logrado un gran avance subacuático al descubrir en bacterias marinas lo que llaman "minisatélites".

Estos pequeños elementos genéticos, conocidos como islas minimalistas cromosómicas inducibles por fagos (PICMI), están cambiando la forma en que los científicos piensan sobre la vida en el océano.

"Imagínese un pequeño trozo de ADN que no puede moverse por sí solo", dijo Le Roux, titular de la Cátedra de Excelencia en Investigación de Canadá, cuyo estudio internacional se publica esta semana en Nature Communications.

"El ADN necesita un virus, llamado fago, para viajar. Estos se conocen como fagos satélites. Los fagos normalmente atacan a las bacterias, pero estos satélites son como autoestopistas inteligentes que utilizan fagos para viajes gratis".

En su estudio, Le Roux y sus coinvestigadores en Francia y España descubrieron que los PICMI dependen en gran medida de sus compañeros fagos. Necesitan fagos específicos que los despierten y comiencen su viaje.

"Lo fascinante es que, mientras muchos satélites interfieren con sus fagos anfitriones, los PICMI lo hacen menos, mostrando una relación más armoniosa", dijo le Roux.

Estos pequeños elementos no son sólo muy raros; se encuentran en una variedad de bacterias Vibrionaceae, una familia que incluye algunos caracteres bien conocidos como Vibrio cholerae. El trabajo detectivesco del equipo en genomas bacterianos reveló que los PICMI son bastante comunes en estas bacterias marinas.

PICMIImagen derecha: Dinámica de escisión y replicación de PICMI115. Crédito: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44965-1

Pequeño y sencillo

Los PICMI son especiales porque son increíblemente pequeños y asombrosamente simples. No cambian la forma de sus "taxis" de fagos y pueden empaquetar su ADN de una manera única. Se cuelan en el genoma bacteriano, justo al lado de un gen clave, y sólo llevan unas pocas herramientas esenciales para cortarse y pegarse dentro y fuera del ADN bacteriano.

Y los PICMI son bastante inteligentes. No interfieren con los fagos que los transportan, lo que significa que pueden propagarse sin causar problemas. Además, tienen otro as bajo la manga: pueden proteger a su anfitrión bacteriano de otros fagos malos, lo que los convierte en una especie de guardaespaldas microscópicos.

Quizás la parte más interesante sea el descubrimiento de un nuevo sistema de defensa en los PICMI. Tienen un gen, llamado up2, que ayuda a su anfitrión bacteriano a combatir ciertos fagos. Esto es como tener un arma secreta contra intrusos no deseados, lo que muestra cuán complejo y fascinante puede ser el micromundo de nuestros océanos.

"En resumen, el descubrimiento de los PICMI es como encontrar una nueva pieza en el rompecabezas de la vida oceánica", dijo Le Roux, nueva profesora del Departamento de Microbiología, Enfermedades Infecciosas e Inmunología de la UdeM.

"Nuestros hallazgos nos dicen más sobre las pequeñas batallas y alianzas que ocurren bajo el mar, donde las bacterias, los virus y estos mini satélites desempeñan un papel crucial. Esta investigación no es sólo una curiosidad científica; podría ayudarnos a comprender más sobre el ecosistema del océano e incluso inspirar nuevas formas de abordar las infecciones bacterianas".

La investigación se publica en Nature Communications: Phage-inducible chromosomal minimalist islands (PICMIs), a novel family of small marine satellites of virulent phages

Etiquetas: Bacteria marinaFagoSatélite

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