La extraordinaria cola del bacteriófago P74-26 ha sido objeto de estudio en el Journal of Biological Chemistry. Este fago, que vive en aguas termales inhóspitas, tiene una cola extremadamente larga que le permite alimentarse de algunas de las bacterias más resistentes del planeta. Los bacteriófagos son virus que infectan y se replican en bacterias, y son los organismos más comunes y diversos de la Tierra. A diferencia de muchos virus que infectan a humanos y animales, los fagos consisten en una cola unida a una cubierta de proteína puntiaguda similar a un prisma que contiene su ADN.
El bacteriófago P74-26 tiene una cola 10 veces más larga que la mayoría de los fagos y mide casi 1 micrómetro de largo. Esta larga cola le permite invadir e infectar bacterias muy resistentes, convirtiéndolo en el fago más estable. Además, es capaz de existir e infectar bacterias que viven en aguas termales que pueden alcanzar temperaturas superiores a 170 °F. Los investigadores han estado estudiando P74-26 para descubrir por qué y cómo puede existir en entornos tan extremos.
El secreto detrás de la larga cola del bacteriófago P74-26
Para trabajar con un fago que prospera en temperaturas tan altas, la estudiante de posgrado en la Facultad de Medicina Chan de la Universidad de Massachusetts, Emily Agnello, tuvo que ajustar las condiciones de sus experimentos para lograr que la cola del fago se ensamblara en un tubo de ensayo. Agnello creó un sistema con el que podía inducir el autoensamblaje rápido de la cola.
La cola del fago está formada por anillos de moléculas que se apilan verticalmente y forman un canal hueco. Los investigadores descubrieron que P74-26 usa un mecanismo de «bola y casquillo» para fortalecerse. Además, la cola se compone de muchos pequeños bloques de construcción que se unen para formar un tubo largo.
Los científicos utilizaron técnicas de imágenes de alta potencia, así como simulaciones por computadora, para descubrir cómo los bloques de construcción de la cola se unen entre sí. Descubrieron que los componentes básicos de la cola se apoyan entre sí para estabilizarse. Los bloques de construcción pueden cambiar de forma o conformación a medida que se unen, lo que es importante para permitir que los bloques de construcción encajen entre sí y formen la estructura correcta del tubo de la cola.
Como piezas de lego
Los investigadores compararon los bloques de construcción del fago con Legos. Los bloques de construcción del fago tienen tachuelas en un lado y agujeros o enchufes en el otro. Los bloques de construcción de los fagos autorregulan su ensamblaje mediante el movimiento de apertura de los huecos, lo que les permite construir un ensamblaje más grande.
En comparación con la mayoría de los fagos, P74-26 utiliza la mitad de bloques de construcción que la mayoría de los otros fagos para formar anillos de apilamiento en su cola. Esto podría tener implicaciones en la ingeniería de proteínas. Los investigadores planean utilizar la manipulación genética para alterar la longitud de la cola del fago y ver cómo esto afecta su comportamiento.
Los fagos son importantes en la atención médica, la conservación del medio ambiente y la seguridad alimentaria, y se están explorando como una alternativa a los antibióticos. Al estudiar el ensamblaje de fagos, los investigadores pueden entender mejor cómo estos virus interactúan con las bacterias y desarrollar terapias más efectivas.
Referencias:
Conformational dynamics control assembly of an extremely long bacteriophage tail tube: https://doi.org/10.1016/j.jbc.2023.103021
