Una investigación describe cómo las bacterias construyen el flagelo para poder desplazarse

Un grupo de investigación del Centro Andaluz de Biologíadel Desarrollo (CABD) ha establecido un modelo innovador que explica cómo las bacterias leen y ejecutan el manual para construir el flagelo, estructura esencial que permite que éstas se desplacen.

El estudio, que se ha publicado en la revista Environmental Microbiology , está liderado por el investigador del Área de Microbiología de la Universidad Pablo de Olavide, Fernando Govantes. Para sobrevivir, algunas bacterias se desplazan y colonizan nuevos lugares, ya sea en el medio ambiente o infectando a otros seres vivos, o bien escapan de ambientes hostiles, por ejemplo, debido a la presencia de un compuesto tóxico.

El desplazamiento se convierte así en una condición esencial para la supervivencia de determinadas bacterias y, para ello, necesitan disponer de una estructura imprescindible, el flagelo, una perfecta y pequeña máquina molecular compuesta de varias partes que interactúan y contribuyen a la función básica, donde eliminar alguna de ellas interrumpiría las funciones de ese sistema.

En este sentido, los investigadores indican que el flagelo bacteriano es la máquina más pequeña que existe, un dispositivodiminuto capaz de convertir una corriente eléctrica (de protones) en rotación, y permite propulsar a las bacterias a la mayor velocidad en relación a su tamaño registrada en un ser vivo: hasta 100 veces su longitud por segundo.

Su composición contiene más de 30 proteínas diferentes que se auto ensamblan de manera secuencial como piezas de la máquina. De igual manera, los genes que contienen las instrucciones en el ADN para fabricar estas proteínas, deben expresarse también en un orden determinado. A esta organización temporal en la ejecución de órdenes la llamamos cascada flagelar .

«Llevamos más de una década investigando la movilidad bacteriana utilizando como organismo modelo Pseudomonas putida, una bacteria de gran interés en biotecnología ambiental y agricultura ya que se asocia a las raíces de las plantas y promueve su crecimiento, a la vez que las protege de posibles patógenos», ha reconocido Govantes.

En este trabajo, el equipo ha combinado por primera vez datos desecuenciación, análisis computacionales de la conservación y organización de los genes flagelares entre distintas especies de Pseudomonas y trabajo experimental, para explicar de manera realista en qué orden se ejecutan todas estas instrucciones para construir los flagelos bacterianos.

«Con la estrategia que hemos seguido integrando resultados deanálisis diferentes, hemos descubierto en P. putida que la realidad es mucho más compleja: no solo existen estos saltos en la cascada, sino que nos encontramos con un segundo nivel de regulación superpuesto: proteínas que ordenan la construcción de las últimas piezas de la máquina también ordenan que se fabriquen más piezas de las iniciales. Además, cuando se escriben las instrucciones para hacer el filamento, se escriben a la vez las que hacen que la célula vuelva a iniciar la síntesis del flagelo desde el principio», ha explicado el investigador.

En contraposición, el equipo también ha encontrado otras proteínas que se expresan a la vez que las del núcleo del flagelo, y que impiden la fabricación de más piezas iniciales. Estos bucles facilitan la interrupción de la fabricación de componentes flagelares ya ensamblados, y también la reiniciación de la síntesis de nuevos flagelos para las células hijas cuando se acerca la división celular.