Los virus pueden usurpar la maquinaria de las bacterias para replicarse

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado cómo los virus se sirven del esqueleto de las bacterias (citoesqueleto) para replicarse de forma más eficiente.

FUENTE | CSIC - mi+d 30/11/2009


Localización subcelular de la maquinaria replicativa del virus pi29 (rojo) y de la proteína MreB del citoesqueleto bacteriano (verde). CSIC


Un equipo, dirigido por la investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Margarita Salas, ha demostrado cómo los virus se sirven del esqueleto de las bacterias (citoesqueleto) para replicarse de forma más eficiente. Esta capacidad sólo era conocida, hasta el momento, en células eucariotas, la base de los organismos complejos como el ser humano. El hallazgo, publicado en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. (PNAS), permitiría crear estirpes bacterianas modificadas genéticamente para minimizar sus posibilidades de infección por virus. Este descubrimiento podría evitar pérdidas económicas en industrias que emplean bacterias en sus procesos de producción, como la de los detergentes o fertilizantes.

Además de Salas, el trabajo ha contado con la participación de los investigadores del CSIC Daniel Muñoz Espín y Wilfried Meijer, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid), en colaboración con científicos de la Universidad de Newcastle (Reino Unido).

Como explica la investigadora del CSIC, los virus han coevolucionado con sus células hospedadoras a lo largo de la historia y, por ello, "no resulta sorprendente que hayan aprendido a explotar diferentes mecanismos de ellas". La comunidad científica conoce desde hace años que, en las células eucariotas, los virus aprovechan las características del citoesqueleto para enriquecer su sitio natural de replicación en el interior de la célula o para establecer una autopista sobre la que la nueva progenie de virus pueda circular para abandonar la célula infectada.

El citoesqueleto es una red tridimensional de filamentos proteicos que desempeña un papel clave en la estructura y función de las células. Se trata de una estructura dinámica que, además de proporcionar soporte y forma a la célula, realiza otras muchas funciones como facilitar la movilidad y el transporte intercelular o intervenir en la división celular.


Anteriormente, se consideraba que el citoesqueleto era una estructura única de las células eucariotas pero, en los últimos años, se han detectado homólogos procariotas, en concreto, en bacterias: las proteínas MreB, homólogas de las proteínas actinas que conforman los microfilamentos del citoesqueleto eucariótico.

A partir de este hallazgo, Salas y su equipo han demostrado ahora que las proteínas MreB también pueden ser explotadas por los virus para aumentar la replicación de su material genético, de la misma forma que lo hacen los virus eucarióticos con el citoesqueleto de las células eucariotas. El equipo ha probado este fenómeno en diferentes especies bacterianas, entre ellas, Bacillus subtilis. Esta bacteria, de interés biotecnológico, se utiliza en aplicaciones industriales como la producción de enzimas proteasas o amilasas. Las proteasas, por ejemplo, se emplean en los detergentes y en la elaboración de fertilizantes. Estas bacterias pueden ser infectadas por el virus pi29, uno de los principales objetos de investigación de la científica del CSIC.

Según explica Salas, los virus utilizan las proteínas MreB como andamios sobre los que organizar sus maquinarias replicativas, lo que les permite obtener una gran progenie viral cuando las células son infectadas y extender, así, la infección a otras células procariotas. En el caso de Bacillus subtilis, el trabajo de Salas y su equipo permitiría el desarrollo de estirpes con mutaciones en la familia de proteínas MreB que, por tanto, serían menos sensibles a la infección por fagos (virus que infectan a las bacterias), algo que genera grandes pérdidas económicas.
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Daniel Muñoz-Espín, Richard Daniel, Yoshikazu Kawai, Rut Carballido-López, Virginia Castilla-Llorente, Jeff Errington, Wilfried J.J. Meijer y Margarita Salas The actin-like MreB cytoskeleton organizes viral DNA replication in bacteria PNAS

La biomasa: el fracaso del Plan de Energías Renovables

«Biomasa: la energía que nos da la naturaleza con lo que a ella le sobra». Sin embargo, atendiendo a las cifras que prevé el Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 para esta tecnología -que produce electricidad y calor mediante la quema de restos agrícolas o forestales- y a su estado de desarrollo actual, parece que la campaña llega un poco tarde. Según el documento elaborado por el Gobierno, la Biomasa debería producir en España el 47,78% de la energía renovable en 2010. Y, a un año de la finalización del PER, apenas alcanza una cuarta parte de ese objetivo.

«Del 41,2% que suponen la biomasa y el biogás para alcanzar el objetivo de generación de electricidad renovable fijado por el PER sólo se ha aportado un 12,5%», asegura Manuel García, presidente de la sección de Biomasa de APPA, la patronal de las energías renovables en España. Aún quedan por instalar 815 megavatios (MW) de biomasa para lograr los objetivos y al ritmo actual se tardaría 11,2 años en alcanzar esa cifra. «No se va a alcanzar el objetivo del PER y si esto es así podemos decir que el plan ha fracasado», dice García.

Si la desatención de la biomasa es llamativa en lo que a producción de electricidad se refiere, aún lo es más si se miran los objetivos de los usos térmicos de esta tecnología, es decir, aquella destinada a la calefacción o el agua caliente de los hogares. Los objetivos fijados por el PER para los usos térmicos de la biomasa suponen más del 90% del total, siendo el restante 10% para la solar térmica de baja temperatura, cuya instalación para calentar el agua sanitaria es hoy obligatoria en toda nueva construcción debido al Código Técnico de la Edificación. Se entiende, por tanto, que el crecimiento de esta última tecnología haya sido enorme y el de la biomasa casi inapreciable.

DEL 90% A MENOS DEL 1%

A pesar de campañas publicitarias como la ya citada, la patronal de las energías renovables asegura que el crecimiento de la biomasa para usos térmicos ha sido tan testimonial que ni siquiera dispone de una cifra orientativa del porcentaje que supone esta tecnología en la actualidad. «Sin duda será menor del 1%», aseguran desde APPA.

El incumplimiento de los objetivos para la biomasa no significa que no se puedan alcanzar los objetivos totales del 30,3% de la electricidad procedente de fuentes renovables que fija el PER para 2010. De la misma forma que la biomasa se ha dejado de lado, otras fuentes como la solar termoeléctrica o la eólica han tenido crecimientos por encima de lo que contempla el plan.

Para Manuel García, el estancamiento de esta forma de generación tiene importantes consecuencias no sólo en el sector energético sino también en el social y en el ambiental. «El despegue definitivo de la biomasa para alcanzar los objetivos para 2010 atraería inversiones por más de 4.000 millones de euros, crearía 24.000 empleos en el mundo rural y ahorraría la emisión de 14,6 millones de toneladas de CO2», dice. Además, según un informe de la Confederación de Organizaciones de Selvicultores de España, se podrían evitar entre un 50 y un 70% de los incendios forestales cada año gracias al valor añadido que esta tecnología le da a terrenos cada día más abandonados y a la retirada del campo del combustible agrícola y forestal que propicia.

La biomasa es una tecnología fácilmente gestionable ya que no depende de factores meteorológicos para producir y puede generar una media de 8.000 horas anuales, mientras que la eólica, por ejemplo, lo hace menos de 3.000 horas cada año. «Pero las administraciones no están siendo todo lo ágiles que debieran», dice García. «No se entiende cómo puede ser la tecnología renovable sobre la que descansa el PER hasta 2010 y a su vez sea la que menos se ha desarrollado en los últimos años», lamenta Manuel García. «Por ello pedimos coherencia entre los objetivos establecidos por el Gobierno y las políticas de apoyo al sector».

«El Gobierno va a fomentar esta fuente todo lo que pueda debido a su potencial dinamizador del mundo rural», asegura a ELMUNDO.es Jaume Margarit, director de Energías Renovables del IDAE, dependiente del Ministerio de Industria. Desde APPA biomasa confían en que esa voluntad se vea reflejada en la futura Ley de Energías Renovables y durante la presidencia española de la UE en el primer semestre de 2010.

Autor: Miguel G. Corral

'Pseudomona aeruginosa' segrega una sustancia tóxica que acaba con las células defensivas

Muchos autores hablan de ella como una bacteria ubicua. 'Pseudomona aeruginosa' está presente en casi todos los ambientes de la naturaleza, incluido el organismo de los seres humanos. Normalmente, su presencia no supone un problema salvo en aquellas personas con pocas defensas. En el ambiente hospitalario, son muy frecuentes las infecciones causadas por este bacilo gram negativo, sobre todo en pacientes oncológicos, quemados y enfermos de fibrosis quística.

El problema, es que 'P. aeruginosa' tiene una extraordinaria capacidad para sobrevivir a los intentos por erradicar su invasión, tanto los que provienen del huésped (sistema inmune) como los externos (antibióticos). Esta resistencia numantina se produce gracias a dos fenómenos: la biopelícula y el sistema sensor de quórum, de comunicación intercelular.

En las infecciones crónicas causadas por esta bacteria se ha observado una particular forma de vida de estos microorganismos que se organizan formando pequeños acúmulos en los que varias células se envuelven dentro de una membrana (biopelícula). Esta disposición confiere a 'P. aeruginosa' una mayor resistencia a los antibióticos y a las defensas del cuerpo.

Para la formación de estos acúmulos y el correspondiente despliegue de los mecanismos de defensa bacterianos, es esencial el sensor de quórum. Investigadores de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) han descubierto una nueva función de este sensor de quórum, descrita en el último número de la revista 'Microbiology'.

UN ESCUDO PROTECTOR

La presencia de bacterias en el organismo atrae a las células defensivas debido a la síntesis de ciertas sustancias. Cuando los leucocitos perciben esta señal de alarma, viajan hacia los lugares de producción para combatir la infección.

Pero las bacterias también son capaces de identificar la amenaza de estos glóbulos blancos. En el caso de 'P. aeruginosa', cuando uno de los bacilos detecta la presencia de un leucocito, emite una serie de señales (a través del sensor de quórum) para alertar a las demás bacterias de la biopelícula.

Según el trabajo dirigido por Michael Givskov, especialista en inmunología y microbiología, en respuesta a esta señal, los bacilos aumentan la producción de unas moléculas llamadas ramnolípidos. Éstas se disponen en la superficie de las biopelículas formando una suerte de escudo.

Cuando los glóbulos blancos entran en contacto con los ramnolípidos, son destruidos. Las pesquisas de Givskov y su equipo reafirman esta hipótesis, al comprobar que las bacterias cuyo sensor de quórum estaba alterado no producían estas sustancias y eran eliminadas con éxito por las células del sistema inmune.

"El fin último [de este trabajo] es erradicar las bacterias resistentes a antibióticos que están implicadas en la mayor parte de las infecciones crónicas", ha declarado Givskov. "Estudiar las interacciones entre 'P. aeruginosa' y el sistema inmune proporcionará información muy valiosa para el diseño de nuevos antimicrobianos", concluye el trabajo, como aquellas sustancias capaces de bloquear el sistema de comunicación sensor de quórum, que evitarían que unas bacterias avisaran a otras de la amenaza del sistema inmune.

Autor: Cristina de Martos