MADRID 16 Jul. (EUROPA PRESS) -
Ciertos fragmentos de ADN han sido etiquetados como "elementos genéticos egoístas" debido a la idea de que no contribuyen a la supervivencia de un organismo anfitrión. En cambio, ahora un trabajo señala que estos elementos han sido utilizados como armas y desempeñan un papel crucial al cortar la capacidad de reproducción de un competidor.
En concreto, en un artículo publicado en la revista 'Science', los investigadores de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) estudiaron los elementos genéticos egoístas de los bacteriófagos (fagos), virus que se consideran los organismos más abundantes en la Tierra.
Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que los elementos genéticos egoístas conocidos como "intrones móviles" proporcionan a sus huéspedes virales una clara ventaja a la hora de competir con otros virus: los fagos han convertido en armas a los intrones móviles para interrumpir la capacidad de reproducción de los virus fagos competidores.
"Es la primera vez que se demuestra que un elemento genético egoísta confiere una ventaja competitiva al organismo huésped que ha invadido", afirma la coautora principal del estudio, Erica Birkholz, investigadora postdoctoral en el Departamento de Biología Molecular. "Comprender que los elementos genéticos egoístas no siempre son puramente 'egoístas' tiene amplias implicaciones para comprender mejor la evolución de los genomas en todos los reinos de la vida".
Hace décadas, los biólogos observaron la existencia de elementos genéticos egoístas, pero no pudieron caracterizar el papel que desempeñan en la supervivencia y reproducción del organismo huésped. En el nuevo estudio, que se centró en la investigación de los fagos "jumbo" , los investigadores analizaron la dinámica a medida que dos fagos coinfectan una sola célula bacteriana y compiten entre sí.
Los investigadores estudiaron detenidamente la endonucleasa, una enzima que sirve como herramienta de corte del ADN. Los estudios demostraron que la endonucleasa del intrón móvil de un fago interfiere en el genoma del fago competidor. Por lo tanto, ahora se considera a la endonucleasa como una herramienta de combate, ya que se ha documentado que corta un gen esencial en el genoma del fago competidor. Esto sabotea la capacidad del competidor de ensamblar adecuadamente su propia progenie y reproducirse."Esta endonucleasa intrón transformada en arma proporciona una ventaja competitiva al fago que la porta", recalca Birkholz.
Los investigadores insisten en que el hallazgo es especialmente importante en la carrera armamentista evolutiva entre virus debido a la competencia constante en la coinfección. "Pudimos delinear claramente el mecanismo que otorga una ventaja y cómo eso sucede a nivel molecular", enuncia Chase Morgan, estudiante de posgrado en Ciencias Biológicas y coautor principal del artículo. "Esta incompatibilidad entre elementos genéticos egoístas se convierte en una guerra molecular".
Los resultados del estudio son importantes, ya que los virus fagos están surgiendo como herramientas terapéuticas en la lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos. Dado que los médicos han estado utilizando "cócteles" de fagos para combatir las infecciones en esta creciente crisis, es probable que la nueva información entre en juego cuando se implementen múltiples fagos. Saber que ciertos fagos están utilizando elementos genéticos egoístas como armas contra otros fagos podría ayudar a los investigadores a comprender por qué ciertas combinaciones de fagos pueden no alcanzar su potencial terapéutico completo.
"Los fagos de este estudio pueden utilizarse para tratar a pacientes con infecciones bacterianas asociadas a la fibrosis quística", afirma el profesor de Ciencias Biológicas Joe Pogliano. "Entender cómo compiten entre sí nos permitirá preparar mejores cócteles para la terapia con fagos".
