Módulo toxina-antitoxina podría conducir a antibióticos mejorados

Un equipo internacional de microbiología molecular ha detallado el mecanismo molecular responsable de un sistema toxina-antitoxina en Escherichia coli que se activa cuando la bacteria es sometida a estrés.

Un sistema toxina-antitoxina es un conjunto de dos o más genes estrechamente vinculados que juntos codifican una proteína veneno y su correspondiente antídoto. Cuando estos sistemas se encuentran en plásmidos, se aseguran de que sólo las células hijas que heredan el plásmido sobrevivan luego de la división celular. Si el plásmido está ausente en una célula hija, la antitoxina inestable se degrada y la proteína tóxica estable mata a la célula nueva.

MazEF, un locus toxina-antitoxina, encontrado en E. coli y otras bacterias, induce la muerte celular programada en respuesta a la inanición, específicamente a la falta de aminoácidos. Esto libera el contenido de la célula para ser absorbido por las células vecinas, lo que podría evitar la muerte de parientes cercanos y por lo tanto aumentar la aptitud inclusiva de la célula que murió. La porción de toxina MazEF es una endoribonucleasa que rompe el ARNm de una cadena en secuencias ACA (adenina-citosina-adenina).

Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén (Israel) y la Universidad de Viena (Austria) informaron, en la edición del 30 de septiembre 2011, de la revista Cell que el MazF escindió moléculas de ARN en sitios ACA junto o muy cerca al codón de inicio AUG (adenina-uracilo-guanina) de algunos ARNm específicos y por lo tanto generó ARNm sin liderazgo. De otra parte, el MazF también se dirigió al rRNA 16S del centro de decodificación en las subunidades ribosomales 30S, lo que eliminó 43 nucleótidos del extremo 3’. Ya que esta región incluye la secuencia anti-Shine-Dalgarno (aSD) que se requiere para la iniciación de la traducción del ARNm clásica, se formó una subpoblación de ribosomas para traducir selectivamente el ARNm sin liderazgo, descrito tanto in vivo como in vitro.

La caracterización de este módulo toxina-antitoxina particular puede conducir a nuevos métodos para el diseño de antibióticos mejorados, novedosos que utilizarían efectivamente el proceso del mecanismo de inducción de estrés con el fin de destruir de manera más eficiente las bacterias patógenas.