Descubrimiento del citoesqueleto bacteriano

Hasta hace poco se desconocía el origen de la gran variedad de formas que presentan las bacterias. Sin embargo, investigaciones recientes han revelado ciertos mecanismos que determinan

En los organismos superiores, la forma de las células (eucariotas) depende de una red de filamentos proteicos (particularmente filamentos de actina) llamada citoesqueleto, que conforma su esqueleto interno. Dicha organización intracelular no había podido evidenciarse en las bacterias y durante décadas se pensó que la pared (matriz extracelular) rígida que envuelve las células bacterianas (procariotas) era el único elemento que determinaba su forma. Se suponía, por lo tanto, que las células procariotas no tenían citoesqueleto. Sin embargo, hace seis años, Rut Carballido-López (1) y sus colegas demostraron que las bacterias también poseen un esqueleto interno compuesto de proteínas similares a la actina.
Estas investigaciones han revolucionado no sólo el enfoque científico de la arquitectura de la célula bacteriana sino también del origen y la evolución del citoesqueleto. Rut, en colaboración con un equipo de investigadores británicos, acaba de publicar resultados que profundizan en la organización y las funciones del famoso esqueleto bacteriano. «Filamentos helicoidales de tres proteínas homólogas a la actina fungen como andamios dentro de la membrana de Bacillus subtilis, bacteria modelo con la que trabajamos. Durante mi tesis caracterizamos una de las tres proteínas, faltaba hacer lo mismo con las otras dos y, sobre todo, determinar sus funciones respectivas», explica la investigadora.

Estas proteínas bacterianas son similares a la actina, una de las proteínas del citoesqueleto de las células de los organismos superiores. Gracias a la utilización y al desarrollo de diferentes técnicas (en particular de microscopia de fluorescencia), los investigadores empiezan a comprender la manera en que éstas funcionan. «Dos de las actinas bacterianas dirigen, sobre el andamiaje helicoidal, la síntesis de nuevas capas de pared rígida y espesa de la bacteria. La tercera permite el crecimiento de dicha pared al realizar cortes en ella para permitir su expansión y la inserción de nuevos “ladrillos”. La acción concertada de estas proteínas explica la forma final de la célula bacteriana», resume Carballido-López.
Dichos trabajos representan un gran avance en el conocimiento de la arquitectura de las bacterias. «En un futuro, este descubrimiento probablemente permitirá conocer mejor los procesos de crecimiento y de división celular; y servirá, por ejemplo, para desarrollar nuevos antibióticos que ataquen específicamente la pared de la bacteria (estructura inexistente en las células eucariotas)».

Frédéric Vladyslav

(1) Rut Carballido-López, de nacionalidad española, inició sus estudios superiores en Francia. Tras obtener un diploma europeo de ingeniería en bioquímica (INSA Lyon), realizó un posgrado en el Instituto Pasteur de París. Su tesis de doctorado, efectuada en la Universidad de Oxford (Gran Bretaña), dio lugar a la publicación que reveló la existencia del citoesqueleto bacteriano. Tras un postdoctorado en el INRA, Carballido-López fue contratada como investigadora de la unidad «Genética microbiana» del centro INRA de Jouy-en-Josas.

Referencias:
Carballido-López1,2, R., Formstone2, A., Li2, Y., Ehrlich1, S. D., Noirot1, P., and Errington2,3, J. (2006)
Actin Homolog MreBH Governs Cell Morphogenesis by Localization of the Cell Wall Hydrolase LytE
Dev. Cell 11, 399-409.
1 INRA, Genética microbiana. Jouy-en-Josas, France.
2 Sir William Dunn School of Pathology, University of Oxford, Oxford, UK.
3 Institute for Cell and Molecular Biosciences, University of Newcastle, Newcastle upon Tyne, UK.