Comprender Lyme

Borrelia burgdorferi en vivoCORTESÍA DE DAN DRECKTRAH Y SCOTT SAMUELS, UNIVERSIDAD DE MONTANA

En agosto, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades anunciaron que los 30.000 Los casos de la enfermedad de Lyme en los EE. UU. que se informan a los CDC cada año probablemente representen solo una décima parte de los diagnósticos, que la agencia estimó en cerca de 300,000. La prevalencia de la enfermedad de Lyme en el noreste y el medio oeste superior hace que aprender más sobre la especie de bacteria espiroqueta que causa la enfermedad de Lyme, Borrelia burgdorferi, sea una prioridad científica. Un grupo de investigadores de la Universidad de Calgary en Canadá y el Centro de Salud de la Universidad de Connecticut han demostrado ahora que una proteína bacteriana, HrpA, es una helicasa de ARN que regula el ARN postranscripcional, que es necesario tanto para la transmisión del microbio por garrapatas como para la infección de un huésped de ratón por B. burgdorferi. Su trabajo fue publicado hoy (19 de diciembre) en PLOS Pathogens.

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Muchas especies bacterianas tienen un gen HrpA en sus genomas, y se predijo HrpA en base a su secuencia para codificar una ARN helicasa con actividad ATPasa. Los científicos demostraron in vitro que HrpA podría funcionar como una helicasa de ARN que desenrollaba el ARN de doble cadena y como una ATPasa que escindía los grupos fosfato del ATP. Cuando mutaron HrpA en sitios que se predijo que serían importantes para la función helicasa o ATPasa en función de la identidad con otras helicasas conocidas, el equipo observó una disminución en ambas actividades in vitro. Todos sabíamos que las bacterias tenían estas helicasas, dijo Scott Samuels, profesor de la división de ciencias biológicas de la Universidad de Montana, quien editó el artículo, pero nadie había demostrado que fueran, de hecho, helicasas de ARN o lo que eran. haciendo.

Durante su vida, la espiroqueta cicla entre la garrapata vector y el reservorio vertebrado. B. burgdorferi Se había demostrado previamente que los mutantes de HrpA no podían infectar a un ratón, y los investigadores confirmaron que la pérdida de infectividad se debió a la mutación en HrpA al reemplazar el mutante con un gen intacto, que restauró la capacidad de las espiroquetas. vivir en el animal. También probaron diferentes mutantes de HrpA y encontraron que la actividad ATPasa de la proteína parecía ser la función proteica más importante para infectar ratones. El equipo demostró que, aunque las bacterias mutantes HrpA sobrevivieron dentro de la garrapata, así como las bacterias de tipo salvaje, el mutante no podía transmitirse a un ratón a través de la picadura de la garrapata. Esta helicasa es bastante importante en ambas partes del ciclo de vida de B. burgdorferi, dijo el coautor George Chaconas de la Universidad de Calgary.

El defecto potencial en la transmisión de garrapatas es muy interesante, dijo Patricia Rosa, científica del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, que no participó en el estudio. la investigación, pero se necesitan experimentos adicionales para determinar con precisión dónde ocurre y qué lo causa.

Para descubrir qué hace que la HrpA parezca tan importante, los investigadores compararon las espiroquetas mutantes y de tipo salvaje. Los niveles de ARN permanecieron prácticamente sin cambios en B. burgdorferi mutantes de HrpA, pero los niveles de proteína diferían, en comparación con las cepas con HrpA normal. Los investigadores encontraron cambios en la longitud y estructura de la transcripción de ARN en cinco de los genes con cantidades más bajas de proteína en el mutante, lo que sugiere que HrpA desempeñó un papel en el procesamiento del ARN. Esta regulación no está a nivel transcripcional. Está en el nivel postranscripcional, dijo el coautor Justin Radolf del Centro de Salud de la Universidad de Connecticut. Y debido a que regula múltiples genes, este es un regulador global, agregó.

La pregunta pendiente que plantea este estudio es qué proteínas o ARN que faltan o están alterados en la helicasa mutante explican el defecto observado en transmisión e infección por espiroquetas, dijo Rosa.

Coburn coincidió en que esta cuestión es el siguiente paso. Sería interesante ver si pueden generar un mutante de HrpA que, por ejemplo, afecte a . . . un gen en particular, pero no otros para probar realmente si la regulación de cada gen en particular. . . es fundamental para que Borrelia pueda causar infección en mamíferos y ser transmitida por garrapatas, dijo.

Los investigadores ahora están ideando formas de examinar cómo, dónde y cuándo HrpA función reguladora es necesaria en el ciclo de vida de la espiroqueta. Uno de los desafíos de esta investigación para llevarla adelante es desarrollar estrategias para descubrir cuáles son los objetivos más importantes de esta helicasa que están obstaculizando a esta bacteria tanto en la garrapata como en el mamífero, dijo Radolf.

Separar dónde [en el ciclo de vida de la espiroqueta] funciona un gen a menudo puede ser muy difícil, dijo la coautora Melissa Caimano del Centro de Salud de la Universidad de Connecticut. Una de las cosas que hemos llegado a reconocer en los últimos años es cuán intrincado es el proceso de transmisión en realidad, pero comprender el proceso de transmisión en sí mismo nos ayudará a comprender cómo contribuye cada uno de los genes individualmente.

A. Salman-Dilgimen et al., HrpA, una ARN helicasa involucrada en el procesamiento del ARN, es necesaria para la infectividad en ratones y la transmisión por garrapatas de la espiroqueta de la enfermedad de Lyme, PLOS Pathogens, doi:10.1371/journal.ppat.1003841 , 2013.

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