Confirman la integración de un virus en el genoma de una bacteria antártica y describen una de sus proteínas a alta resolución

La investigación, liderada por científicos del Instituto Leloir y del CONICET, arroja luz sobre la interacción de los virus marinos y ese microorganismo que participa en los ciclos de asimilación de carbono en los mares.

(Agencia CyTA-Leloir)-. Investigadores de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y del CONICET lograron comprobar  la existencia de un virus marino integrado en el genoma de la bacteria de la Antártida, Bizionia argentinensis que, junto a otros microorganismos, influye en el ciclo de carbono en los océanos. El avance servirá para entender mejor la interacción entre estos seres vivos y los virus marinos.

Esta bacteria fue aislada en 2008 por el grupo del doctor Walter Mac Cormack, actual director del Instituto Antártico Argentino, de una muestra de agua marina superficial tomada en la parte interna de la Caleta Potter, en la Isla 25 de Mayo en el Archipiélago Shetland del Sur. Pertenece a un tipo de organismos marinos llamados “recicladores maestros” (“masters recyclers”) por ser indispensables en los ciclos de asimilación de carbono en los mares y reciclar nutrientes que luego son utilizados por otros organismos marinos. La descripción y la secuenciación de su genoma se dio a conocer en 2008.

Las poblaciones de estas bacterias son reguladas por diversos factores ambientales y por virus que se denominan bacteriófagos, que son virus de bacterias. Se estima que hay 100.000 partículas virales por cm³ de agua de mar.

“Los virus juegan también un rol fundamental en los ciclos de reciclado de la materia orgánica en los mares. Conocer la interacción de estos patógenos con las bacterias recicladoras es fundamental para estudiar la dinámica de este ecosistema”, indicó uno de los directores del trabajo, Sebastián Klinke, investigador de la FIL y del CONICET.

Con el avance del cambio climático, en los próximos años se verán afectadas las condiciones de vida de los organismos marinos, principalmente debido al aumento de la temperatura promedio del mar, la acidificación y el cambio en las capas superficiales de los océanos, indicó Leonardo Pellizza, primer autor del trabajo, y también científico de la FIL y del CONICET. “En consecuencia resulta indispensable conocer los efectos que tiene este cambio sobre estos organismos”, agregó.

Tal como revela el nuevo estudio, publicado en la revista internacional “Journal of Structural Biology”, los científicos lograron obtener la estructura tridimensional a nivel atómico de una proteína constitutiva del virus perteneciente al orden Caudovirales que infecta a Bizionia argentinensis.

Llegaron a ese resultado mediante la técnica de cristalografía de rayos X, utilizando para ello un acelerador de partículas o “sincrotrón” llamado “SOLEIL” que tiene el tamaño de un estadio de fútbol y está en las afueras de París en Francia.

“Nos sorprendimos al descubrir que la proteína que estábamos estudiando tenía todas las características de las utilizadas por los virus para invadir las bacterias que infectan, es decir, una forma alargada y fibrosa, la asociación de tres cadenas entre sí y una cabeza con ciertos aminoácidos comúnmente observados para esa función”, afirmó Martín Aran, responsable del Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear de la FIL.

Los bacteriófagos marinos desempeñan un papel clave en la cantidad de carbono que se deposita en lo profundo del océano. Sin embargo, hay relativamente pocos aislamientos en los cuales se haya estudiado sus secuencias genómicas completas y particularmente las proteínas que los componen. “Nuestro trabajo aporta conocimiento a nivel estructural de una proteína de un bacteriófago que podría ser fundamental para la interacción con la bacteria marina hospedadora y posterior infección de la misma”, afirmó Klinke.

El estudio de Bizionia argentinensis también es muy interesante para la búsqueda de enzimas de interés biotecnológico, mencionó Arán. “En nuestro laboratorio caracterizamos enzimas de este microorganismo que funcionan a bajas temperaturas (entre 0 y 10 °C) y que podrían emplearse en reacciones enzimáticas requeridas en múltiples procesos industriales, lo que permitiría disminuir el gasto energético empleado en la producción de alimentos, de bioetanol, de plástico, de productos de farmacéutica y de limpieza para el hogar, entre otros”.

Del estudio también participaron Mac Cormack; Fernando Goldbaum, Gabriela Sycz y  Jimena Rinaldi, de la FIL y del CONICET; José Luis López, del  Instituto de Bacteriología y Virología Molecular (IBAVIM), y de la  Facultad de Farmacia y Bioquímica (FFyB) de la UBA; Susana Vázquez, del Instituto NANOBIOTEC y de la FFyB de la UBA y del CONICET; y Beatriz Guimarães del Sincrotrón SOLEIL de Francia, actualmente en el Instituto Carlos Chagas de Curitiba, Brasil.