18 Nov 2020
Nuevos conocimientos sobre un virus que infecta bacterias marinas
La investigación, liderada por científicos del Instituto Leloir, arroja luz sobre la interacción entre los virus marinos y microorganismos que participan en los ciclos de asimilación de carbono en los mares.
Los autores del trabajo: Sebastián Klinke, Leonardo Pellizza, Martín Aran, Walter Mac Cormack, José Luis López, Jimena Rinaldi, Susana Vázquez, Beatriz Guimarães, Gabriela Sycz y Fernando Goldbaum.
La investigación permitió comprobar la existencia de un virus marino integrado en el genoma de la bacteria de la Antártida, Bizionia argentinensis que 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.
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 Fundación Instituto Leloir (FIL).
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. “En consecuencia resulta indispensable conocer los efectos que tiene este cambio sobre estos organismos”, agregó.
“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”, afirmó Martín Aran, responsable del Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear de la FIL.
El trabajo aporta conocimiento a nivel estructural de una proteína de un bacteriófago que podría ser fundamental para comprender la interacción con la bacteria marina hospedadora y posterior infección de la misma. “Los bacteriófagos marinos desempeñan un papel clave en la cantidad de carbono que se deposita en lo profundo del océano. Sin embargo, hay pocos estudios en donde se haya aislado sus secuencias genómicas completas y particularmente las proteínas que los componen.”, afirmó Klinke.
Imagen por microscopía electrónica del virus (arriba izq.); bacteria antártica Bizionia argentinensis (der.), y cristales de la proteína del virus (abajo izq.) resuelta por los investigadores.
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, publicado en la revista internacional “Journal of Structural Biology”, también participaron Walter Mac Cormack, actual director del Instituto Antártico Argentino; 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.
Los autores del trabajo: Sebastián Klinke, Leonardo Pellizza, Martín Aran, Walter Mac Cormack, José Luis López, Jimena Rinaldi, Susana Vázquez, Beatriz Guimarães, Gabriela Sycz y Fernando Goldbaum.La investigación permitió comprobar la existencia de un virus marino integrado en el genoma de la bacteria de la Antártida, Bizionia argentinensis que 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.
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 Fundación Instituto Leloir (FIL).
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. “En consecuencia resulta indispensable conocer los efectos que tiene este cambio sobre estos organismos”, agregó.
“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”, afirmó Martín Aran, responsable del Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear de la FIL.
El trabajo aporta conocimiento a nivel estructural de una proteína de un bacteriófago que podría ser fundamental para comprender la interacción con la bacteria marina hospedadora y posterior infección de la misma. “Los bacteriófagos marinos desempeñan un papel clave en la cantidad de carbono que se deposita en lo profundo del océano. Sin embargo, hay pocos estudios en donde se haya aislado sus secuencias genómicas completas y particularmente las proteínas que los componen.”, afirmó Klinke.
Imagen por microscopía electrónica del virus (arriba izq.); bacteria antártica Bizionia argentinensis (der.), y cristales de la proteína del virus (abajo izq.) resuelta por los investigadores.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, publicado en la revista internacional “Journal of Structural Biology”, también participaron Walter Mac Cormack, actual director del Instituto Antártico Argentino; 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.