Investigadores de la Universidad de Binghamton, La Universidad Estatal de Nueva York ha descubierto la forma única en que un tipo de bacteria gramnegativa libera las toxinas que nos enferman. Comprender este mecanismo puede ayudar a diseñar mejores formas de bloquear y eventualmente controlar esas toxinas.

El profesor asistente Xin Yong y el estudiante de posgrado Ao Li del Departamento de Ingeniería Mecánica, junto con el profesor adjunto Jeffrey W. Schertzer del Departamento de Ciencias Biológicas, publicaron sus hallazgos en el Revista de química biológica .

El estudio analizó cómo se comunican las bacterias a través del transporte de moléculas pequeñas. Yong y Schertzer explicaron que las moléculas de comunicación estimulan la producción de vesículas de la membrana externa. Estos pequeños paquetes luego brotan de la superficie de la bacteria y contienen toxinas altamente concentradas.

Originalmente, Se planteó la hipótesis de que la molécula de comunicación inducía la producción de vesículas controlando la expresión génica, pero eso no es lo que está pasando.

Yong y Schertzer decidieron trabajar juntos en un modelo para comprender mejor cómo la molécula de comunicación se inserta en la membrana de las bacterias para estimular físicamente la producción de estos vehículos de liberación de toxinas.

"Es difícil ver el detalle molecular a ese nivel, ", explicó Schertzer." Pero con la experiencia del Dr. Yong, pudimos construir un modelo computacional que nos ayudó a comprender lo que realmente sucede entre moléculas individuales ".

El modelo de Yong les permitió observar los detalles de la molécula y comprender más sobre cómo interactuaba con la membrana en una escala de tiempo muy corta.

"Nuestro hallazgo más importante es que la molécula de comunicación necesita ingresar a la membrana de una manera muy específica, ", dijo Schertzer." Se pliega como un libro, luego se expandirá una vez que haya entrado en la membrana ".

Schertzer y Yong explicaron que la molécula de comunicación tiene una cabeza y una cola que se sabe que son flexibles. pero no esperaban este tipo de cambio. En el futuro, esperan probar qué cambiaría en la interacción cuando se quita la cola o se modifica la cabeza.

Si bien el estudio puede parecer bastante específico, tiene implicaciones más amplias para todas las bacterias gramnegativas.

"Es probable que todas las bacterias gramnegativas tengan tipos similares de moléculas de comunicación. Nos centramos en la molécula PQS [Pseudomonas Quinolone Signal] de Pseudomonas aeruginosa porque fue la primera descubierta y la mejor estudiada, ", dijo Yong." Otras especies gramnegativas, como E. coli, pueden estar transfiriendo sus propias moléculas de comunicación de manera similar ".

Aprender más sobre cómo las bacterias gramnegativas se comunican entre sí puede ayudar a los investigadores a comprender mejor las interacciones de múltiples especies y cómo controlar eventualmente estos tipos de infecciones de alto riesgo.

"Este estudio fue un testimonio de lo beneficioso que puede ser el trabajo interdisciplinario, ", dijo Schertzer." Habíamos llegado a un límite con lo que se podía hacer experimentalmente y necesitábamos el modelo del Dr. Yong para desarrollar una justificación de cómo la molécula interactuaba con la membrana. Más importante, este trabajo ha generado una gran cantidad de nuevas preguntas que ahora continuamos investigando ".

El estudio, "La conformación molecular afecta la interacción de la señal de Pseudomonasquinolona con la membrana externa bacteriana, "Fue publicado en el Revista de química biológica .