As bactérias que causam a brucelose podem luz de sentido e para usar a informação para regular sua virulência, de acordo com um estudo na ciência do jornal. A descoberta vem após 120 anos de pesquisa na doença, que causa abortos nos rebanhos animais e febres nos seres humanos. Os investigadores encontraram que outras duas bactérias, incluindo uma espécie que atacasse plantas, luz de sentido usando o mesmo tipo de estrutura da proteína, e pelo menos 94 mais espécies possuem o código para ele em seu ADN.
“Estas bactérias foram estudadas muito bem por anos, e ninguém souberam que poderiam luz de sentido,” disse o autor importante Trevor Swartz, que iniciou o estudo como um cientista da pesquisa na Universidade do Califórnia, Santa Cruz. “Agora parece como ele é uma coisa comum um pouco do que sendo uma anomalia.”
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O ubiquity da estrutura sugere que a luz possa jogar um papel muito mais importante na vida bateriana do que tem sido reconhecido previamente. E porque a estrutura periódica pode ser emparelhada com uma variedade de proteínas da sinalização, dá a organismos a versatilidade imensa nas maneiras que usam a luz, Swartz disse.
“Nós colidimos em uma família inteiramente nova dos receptors leves na natureza,” disse o co-autor Roberto Bogomolni, professor da química e da bioquímica em UCSC.
A molécula do receptor contem uma região dedeteção conhecida como um domínio de LOV porque se assemelha a unidades similares em outras proteínas que a luz de sentido, oxigênio, ou a tensão, disseram o co-autor e o colaborador longtime Winslow Briggs, da instituição de Carnegie de Washington. A estrutura colhe acima em uma variedade de proteínas, onde empresta sua habilidade dedeteção à molécula inteira. A estrutura dedeteção é muito diferente das moléculas decolheita da fotossíntese ou dos pigmentos derecolhimento em nossos próprios olhos.
Os domínios de LOV foram descobertos 10 anos há nas moléculas da planta chamadas phototropins. As moléculas permitem plantas de fazer tarefas cruciais, tais como o crescimento para a luz e a deteção do comprimento do dia. Porque tão muitas bactérias devem possuir o mesmo tipo de equipamento foi mais duro de compreender.
Para fixar para baixo a função dedeteção do domínio de LOV nas bactérias, os investigadores selecionaram quatro espécies cujo o ADN conteve genes para a estrutura: Aborto da Brucella Melitensis, do B., syringae dos Pseudomonas (um micróbio patogénico bem examinado da planta), e litoralis de Erythrobacter, uma bactéria comum na água de mar. Emendaram os genes em Escherichia Coli, uma bactéria laboratório-amigável que fosse fácil de trabalhar com.
Então cresceram as bactérias em um laboratório escurecido e seguiram a atividade molecular com tracers radioativos. Quando piscados com uma luz do estroboscópio, os domínios de LOV deformaram imediatamente, dando forma a uma ligação provisória em um processo que Bogomolni comparado à abertura de uma dobradiça. Quando aberta, a dobradiça expor o descanso da proteína e ativa-o. Quando a escuridão retorna, as ligações quebram e os balanços do domínio de LOV fechados.
A proteína do luz-receptor inclui uma enzima chamada a quinase do histidine que, quando expor pela ativação do domínio de LOV, marca outras moléculas usando o fosfato como um Tag. Um segundo componente do sistema de sinalização, chamado um regulador da resposta, retransmite o sinal ao descanso da pilha transferindo o Tag do fosfato a outras moléculas. |
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O segredo à versatilidade de tais sistemas do dois-componente encontra-se na variedade de moléculas disponíveis a ser etiquetada. Por exemplo, mesmo que os domínios de LOV sejam quase idênticos entre plantas e bactérias, as etapas subseqüentes da sinalização são completamente diferentes, disseram Swartz, que é agora um investigador em Genentech.
Quando a Brucella vem sob o ataque do sistema imunitário de um anfitrião, claro recebido pelo domínio de LOV ativa as contador-defesas da bactéria, permitindo que reproduza ràpida e fazendo o altamente virulento. Na obscuridade, sem estas defesas ativadas, a taxa da divisão da Brucella deixa cair por 90 por cento. Quando a equipe cresceu a Brucella experimental na luz mas com os enfermos do domínio de LOV, encontraram uma gota idêntica na taxa da divisão.
Swartz e Bogomolni não são ainda certos como o regulamento da virulência pela luz beneficia o micróbio patogénico. Suspeitam que permite que a bactéria determine quando é fora de seu anfitrião--como quando o feto contaminado de uma vaca for abortado e se está encontrando no campo. Aumentando sua virulência sob aquelas circunstâncias, as bactérias são mais prováveis sobreviver e contaminar a um anfitrião novo.
Compreender como as bactérias respondem à luz poderia conduzir aos avanços terapêuticos. Por exemplo, as quinase do histidine são desconhecidas nos animais. Assim, se uma droga foi desenvolvida que poderia incapacitar a atividade da quinase do histidine, poderia lutar as bactérias sem causar efeitos secundários nos animais, Bogomolni disse.
“Nós estamos começando a compreender o que nós gostamos de chamar os calisthenics moleculars que vão sobre,” Bogomolni dissemos. “Mas nós ainda não sabemos o que está acontecendo a nível celular, e aquele exigirá anos de pesquisa para encontrar.”
Além do que Swartz, Bogomolni, e Briggs, os autores do papel incluem Marcus Frederickson, uma estudante de terceiro ciclo de UCSC; Tong-Seung Tseng da instituição de Carnegie de Washington; Gastón Paris e Fernando Goldbaum da fundação em CONICET, Argentina do instituto de Leloir; Diego Comerci e Rodolfo Ugalde da universidade nacional de San Martín, Argentina; Gireesh Rajashekara e divisor de Gary da universidade de Wisconsin; e Jung-Injetor Kim e Mary Beth Mudgett da Universidade de Stanford.
Fonte: Hugh Powell
Universidade do Califórnia - Santa Cruz
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