Los científicos de la Universidad Estatal de Michigan han producido resultados experimentales y de modelos que arrojan luz sobre cómo funciona un tipo particular de enzima durante la formación de esporas. potencialmente avanzando en la investigación de enfermedades y salud humana.
La obra, publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , puede conducir a nuevas estrategias para controlar la formación de esporas, células altamente resistentes que promueven la persistencia de algunos patógenos humanos importantes. Esto podría tener implicaciones de mayor alcance, ya que estas enzimas se conservan ampliamente en casi todos los organismos vivos, incluidos los humanos.
"La idea es que si comprende el proceso de esporulación, entonces es posible que pueda idear formas de inhibirlo o mejorarlo, porque en realidad hay algunos buenos propósitos para los que sirven las esporas, "dijo Lee Kroos, profesor del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Naturales de la MSU y autor principal del estudio. "Por ejemplo, las personas están diseñando esporas para mostrar cosas en su superficie con el fin de hacer vacunas o algo que podamos ingerir, como un probiótico ".
Un grupo de enzimas conocidas como proteasas intramembrana, o IMMP, regulan diversos procesos cortando proteínas dentro de una membrana celular o cerca de la superficie de la membrana. La investigación realizada por Kroos y el equipo de investigación arroja luz sobre cómo la enzima IMMP interactúa con la proteína que corta durante la esporulación:la formación de bacterias inactivas. La enzima y la proteína se encuentran comúnmente en bacterias formadoras de esporas. Comprender cómo interactúan las dos proteínas es el primer paso hacia el diseño de estrategias para controlar la formación de esporas.
"Estos IMMP son como tijeras en una membrana porque cortan otras proteínas y las liberan de la membrana, "dijo Kroos, quien también es científico de MSU AgBioResearch. "Las proteínas que cortan pueden ser factores de transcripción, proteínas que regulan otros genes, por ejemplo, para señalar un cambio de temperatura, y es una forma de comunicarse a través de una membrana ".
El postdoctorado Sabyasachi Halder y el estudiante de posgrado Daniel Parrell en el grupo Kroos, junto con el colega de Bioquímica y Biología Molecular Michael Feig y Doug Whitten, director de la instalación de proteómica para la instalación de apoyo a la tecnología de investigación de MSU, se centró en un modelo para patógenos importantes como el que causa el ántrax. Otros primos de B. subtilis, llamado Clostridia, Causar enfermedades como el tétanos y el botulismo.
"Las esporas son células en reposo; no necesitan alimento y son muy resistentes a la sequedad, calor y luz ultravioleta, ", Dijo Kroos." Es una forma de que las células sobrevivan cuando las condiciones son malas. Eso es realmente importante porque hay una serie de patógenos que forman esporas y persisten en el medio ambiente hasta que está presente un huésped adecuado ".
El modelo podría ayudar a desarrollar fármacos que inhiban o mejoren este tipo de enzimas. El trabajo tiene implicaciones más allá de la esporulación, porque las enzimas se encuentran en humanos y otros animales, así como en plantas.
"Estudiamos las enzimas en las bacterias porque las bacterias son fáciles de estudiar, pero imaginamos que algunas de las cosas fundamentales que aprendemos se encontrarán en las enzimas relacionadas en otros organismos, ", Dijo Kroos." Por ejemplo, en los seres humanos existe una enzima relacionada que está involucrada en la expresión de genes que controlan el metabolismo del colesterol y los ácidos grasos y responden a ciertos tipos de estrés que causan el despliegue de proteínas o la inflamación ".
