Investigación
Characterization of the mechanism of production of botulinum toxin
[Credits: Adapted from Nucleic Acids Research 2018]
17 May 2018
Determinado el mecanismo de producción de la toxina botulínica

El equipo de la investigadora Ramón y Cajal Marian Oliva, del Departamento de Biología Estructural y Química del Centro de Investigaciones Biológicas, en colaboración con el grupo del Dr. Fernando Moreno Herrero del Centro Nacional de Biotecnología y el equipo del investigador emérito Ramón Díaz Orejas, también del CIB, ha publicado en Nucleic Acids Research el mecanismo por el cual se producen los primeros pasos en la distribución de ciertos “ADN tóxicos” en bacterias.

La bacteria Clostridium botulinum contiene pequeñas moléculas de ADN necesarias para producir la toxina botulínica, letal en procesos infecciosos, pero a su vez ampliamente aplicada en el mundo sanitario y estético. Se sabe que estas moléculas de ADN incluyen su propia maquinaria para distribuirse durante el crecimiento y proliferación bacteriana, pero se desconocía cómo se iniciaba este proceso.

En este artículo, cofinanciado con fondos FEDER, Martín-García et al. explica cómo la proteína TubR es la responsable de doblar el “ADN toxico” en dos puntos diferentes de su estructura hasta lograr la formación de un anillo doble, una arquitectura que hasta ahora nunca se había observado. Esta estructura, llamada segrosoma, es clave en el siguiente paso de distribución, donde una proteína motora llamada TubZ, se ancla para trasladar el material genético hacia diferentes puntos de la célula. También se han obtenido indicios sobre la implicación del segrosoma en la propia regulación transcripcional del sistema. La localización de estos puntos de unión de la proteína TubR se ha realizado mediante la combinación de diferentes técnicas estructurales, como la microscopía electrónica y la microscopía de fuerzas atómicas, que han sido claves para descifrar cómo esta interacción es capaz de dar lugar una arquitectura tan singular. Además, la técnica de las pinzas magnéticas permitió estudiar el proceso de formación del doble anillo en tiempo real y reveló el acoplamiento del segrosoma con el super-enrollamiento de otras regiones del mismo ADN. Esto podría tener implicaciones en el empaquetamiento del ADN para facilitar su transporte.

El conocimiento del mecanismo por el cual estas moléculas se organizan y mantienen en distintas cepas bacterianas es importante de cara al desarrollo de medidas de control frente a bacterias virulentas.

 

Reference: The TubR-centromere complex adopts a double-ring segrosome structure in Type III partition systems. Bárbara Martín-García, Alejandro Martín-González, Carolina Carrasco, Ana M. Hernández-Arriaga, Rubén Ruíz-Quero, Ramón Díaz-Orejas, Clara Aicart-Ramos, Fernando Moreno-Herrero, María A. Oliva.
Nucleic Acids Research 2018. https://doi.org/10.1093/nar/gky370

 

Más información: CNB Press Release