Un equipo de investigación internacional, co-liderado por el grupo de Fernando Moreno-Herrero en el Centro Nacional de Biotecnología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), junto con el Centro John Innes en Reino Unido y la Universidad Rockefeller en Estados Unidos, ha descubierto un mecanismo molecular innovador relacionado con la regulación "a larga distancia" de un plásmido bacteriano clave en la propagación de la resistencia de bacterias a múltiples antibióticos.
El estudio, publicado en Nature Microbiology, explica cómo dos factores de transcripción, las proteínas bacterianas KorA y KorB, trabajan en conjunto para controlar la expresión génica mediante un mecanismo basado en el deslizamiento de KorB a lo largo de la molécula de ADN.
La regulación génica en bacterias generalmente involucra factores de transcripción que se desplazan en tres dimensiones para localizar secuencias cercanas a los promotores. Sin embargo, la regulación a larga distancia, común en organismos superiores, es rara en bacterias y generalmente se limita a la formación de bucles en el ADN.
Las bacterias no solo contienen ADN genómico, sino también plásmidos, moléculas de ADN circular y extracromosómico que expresan genes esenciales para la supervivencia bacteriana. Estos plásmidos pueden transferirse entre bacterias a través de un proceso conocido como conjugación, y a menudo contienen genes de resistencia a antibióticos, lo que favorece la expansión de la resistencia.
“El plásmido estudiado en este trabajo es el RK2, presente en diversas bacterias de interés clínico, y contiene genes que facilitan su replicación y conjugación bacteriana”, explicó Fernando Moreno-Herrero, investigador del CSIC en el CNB-CSIC y uno de los líderes del proyecto. “La regulación génica mediada por la proteína KorB es fundamental para la transmisión del plásmido y la viabilidad bacteriana. Nuestro estudio revela cómo KorB, actuando como una ‘abrazadera deslizante’, recorre grandes distancias sobre el ADN, mientras que KorA se une a secuencias cercanas al promotor. KorB se desliza hasta interactuar con KorA, formando un complejo estable que inhibe la expresión del gen”.
El equipo utilizó pinzas ópticas acopladas a microscopía confocal para demostrar que KorB exhibe un comportamiento desconocido hasta ahora en proteínas reguladoras de genes: necesita unirse a una molécula de CTP (un nucleótido similar al ATP) para deslizarse sobre el ADN. Este hallazgo amplía la comprensión de la regulación génica a largas distancias, que antes se atribuía principalmente a mecanismos como la formación de bucles de ADN. Además, la cristalografía de rayos X permitió resolver la estructura tridimensional del complejo formado por KorA, KorB y ADN, revelando cómo KorA estabiliza a KorB en una conformación cerrada que impide su movimiento y silencia la expresión de los genes objetivo.
Francisco Balaguer-Pérez, uno de los autores principales del estudio e investigador en el CNB-CSIC, señaló que "KorA actúa como un candado que bloquea el avance de KorB, creando una barrera física que inhibe la expresión del gen. Este descubrimiento abre una nueva perspectiva sobre cómo las bacterias regulan la expresión génica a largas distancias, optimizando su adaptación y supervivencia en entornos desafiantes”.
El hallazgo no solo aporta una nueva visión sobre la regulación génica, sino que también permite una mejor comprensión de los mecanismos que facilitan la diseminación de genes de resistencia a antibióticos, lo que convierte a estos factores de transcripción en posibles dianas terapéuticas.
