Promover la supervivencia de bacterias beneficiosas en el intestino humano

Las bacterias intestinales son esenciales para la salud humana, pero no hay suficiente conocimiento de los factores y mecanismos que hacen que las bacterias beneficiosas sean una colonia exitosa. Uno de los tipos de bacterias más prevalentes en el intestino humano es Bacteroides thetaiotaomicron, que a menudo se encuentra en personas sanas y delgadas. Se están realizando ensayos clínicos para tratar varias enfermedades mediante la modificación de la microbiota intestinal.

Investigadores de Yale han encontrado un nuevo mecanismo para colonizar bacterias intestinales beneficiosas. Bacteroides thetaiotaomicron respondió a la deficiencia de carbono secuestrando un fragmento de moléculas para un factor de transcripción esencial dentro de un compartimento sin membrana.

El equipo demostró que secuestrar el factor de transcripción aumentaba su actividad, modulando la expresión de cientos de genes bacterianos, incluidos varios que promueven la colonización intestinal y controlan las vías metabólicas centrales de las bacterias. Estos resultados revelan que las bacterias «buenas» utilizan el secuestro de partículas en compartimentos sin membrana como una estrategia vital para colonizar el intestino de los mamíferos.

Emilia Krypoto, becaria postdoctoral en el laboratorio de Groizmann y autora principal del estudio de la Universidad de Yale, dijo: “Una de las cosas que ha surgido es que cuando un organismo carece de carbono, esta es la señal que ayuda a producir buenas propiedades de supervivencia en el intestino”.

Krypotou planteó la hipótesis de que las diferentes regiones conferirían una nueva ventaja biofísica a un factor de transcripción esencial para que las bacterias sobrevivan en el intestino. La teoría ha sido probada con éxito en una serie de estudios.

Ella dijo , La mayoría de los estudios solo analizan una gran cantidad de bacterias. Si no entendemos lo que está pasando a nivel molecular, no sabemos si ayudará».

Groezmann Él dijoY La idea principal de Krypotou era inferir nuevas propiedades de un factor de transcripción bacteriano, llamado Rho, basado en la región adicional. El factor de transcripción se aísla a través de un proceso conocido como separación de fase líquido-líquido, que es un fenómeno ubicuo que se encuentra en una variedad de células. incluidas Eso son células humanas».

Groisman dijo, Este fenómeno es bien conocido pero suele estar asociado con el estrés en organismos eucariotas, como plantas, animales y hongos. Recientemente, se ha descubierto que también puede ocurrir con bacterias. En nuestro caso, demostramos que ocurre en las bacterias intestinales comensales, que necesitan para sobrevivir en el intestino. Uno puede imaginar que si se manipularan los organismos sujetos a este efecto, tal vez se podrían mejorar los organismos que son beneficiosos para los humanos”.

Puede predecir rasgos novedosos del factor de transcripción bacteriano Rho en función de las diferentes regiones. El factor de transcripción se secuestra a través de un mecanismo conocido como separación de fases líquido-líquido que está presente en una amplia variedad de células, incluidas las células humanas.

Este mecanismo recientemente descubierto por el cual las bacterias «buenas» colonizan el intestino podría ayudar a impulsar el desarrollo de nuevas terapias probióticas para la salud intestinal.

Al inducir el secuestro de moléculas Rho dentro de un compartimento sin membrana, la inanición de carbono y el intestino de rata aumentan la actividad de terminación de Rh, alterando así la expresión de varios genes. Los resultados también destacan cómo un solo dominio adquirido dentro de una proteína altamente conservada ha ampliado sus propiedades sin alterar su función bioquímica básica y ahora juega un papel importante en la fisiología del organismo.

Referencia de la revista:

1. Emilia Krypoto, Xiaohui Gao, et al. Las bacterias requieren puesta en escena para la aptitud en el intestino de los mamíferos. Ciencias. DOI: 10.1126 / Ciencias. abn7229