Tecnologia Científica

Sistema de defesa protege salmonela africana do ataque de vírus
As descobertas, publicadas na Cell Host & Microbe , lançam uma nova luz sobre as estratégias de sobrevivência da Salmonella Typhimurium ST313, que causa milhares de mortes a cada ano na África Subsaariana.
Por Universidade de Liverpool - 30/09/2021


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Cientistas da University of Liverpool e da Harvard Medical School descobriram um novo mecanismo de defesa que torna uma cepa letal de Salmonella resistente à infecção viral.

As descobertas, publicadas na Cell Host & Microbe , lançam uma nova luz sobre as estratégias de sobrevivência da Salmonella Typhimurium ST313, que causa milhares de mortes a cada ano na África Subsaariana.

A batalha eterna entre as bactérias e seus vírus (fagos) impulsionou a evolução de uma ampla gama de sistemas de defesa de fagos nas bactérias. Para não ficar para trás, os fagos rapidamente coevoluem em um esforço para superar essas defesas.

Os jogadores cruciais na batalha eterna são os chamados fagos "temperados", que podem integrar seu DNA no cromossomo bacteriano e permanecer dormentes até que as condições favoreçam sua reativação.

Esses fagos caroneiros, conhecidos como profagos, desempenham um papel importante na virulência da Salmonella, aumentando a aptidão e, às vezes, prevenindo a infecção por outros fagos. Identificar e compreender esses sistemas de defesa de fago em um nível molecular poderia, em última análise, ajudar os cientistas a usar abordagens de terapia de fago para curar doenças.

Neste estudo, os cientistas identificaram um novo sistema de defesa mediado por profago em Salmonella Typhimurium ST313 chamado BstA, que suprime de forma eficiente ataques de fago por meio de "infecção abortiva" ⁠ - um processo pelo qual as células infectadas são "auto-sacrificadas" para evitar que o fago se espalhe em toda uma população bacteriana.

O sistema de proteína BstA tem várias características intrigantes que não foram encontradas anteriormente para impulsionar a imunidade de fago. De particular interesse, a BstA evita o auto-direcionamento por meio de seu próprio sistema anti-defesa, a curta sequência de DNA "aba". O elemento aba permite que a proteína de defesa BstA seja desativada quando o profago precisa encontrar um novo hospedeiro.

"De um ponto de vista evolutivo, os profagos podem melhorar suas chances de sobrevivência, tornando a bactéria hospedeira o mais adequada possível", disse o primeiro autor do estudo, Dr. Siân Owen, pesquisador de pós-doutorado da Harvard Medical School. "Sabemos que os profagos carregam todos os tipos de armas e escudos na forma de fatores de virulência e sistemas de defesa como o BstA. Aqui, mostramos que os profagos podem usar um kill-switch interno para desativar esses sistemas de defesa quando é hora de escapar da bactéria célula."

A descoberta do sistema BstA é uma trama de conhecimento sobre o funcionamento molecular interno de vírus e células. As descobertas sugerem que o BstA pode proteger a Salmonella do ataque de fagos no ambiente africano, o que abre um novo caminho de pesquisa para os cientistas.

O trabalho anterior liderado pelo Professor Jay Hinton na Universidade de Liverpool forneceu uma compreensão fundamental da epidemiologia, transmissão e virulência da Salmonella africana para impulsionar o desenvolvimento de novos tratamentos e vacinas.

O professor Hinton comentou: "Esta descoberta emocionante foi impulsionada por dois talentosos cientistas de pós-doutorado, Siân Owen e Nicolas Wenner, que fizeram um conjunto notável de experimentos para revelar uma maneira completamente nova como as células de Salmonella se defendem do ataque de fago . Muitas das ferramentas que usamos hoje em biologia molecular , como CRISPR e tecnologias de edição de DNA, foram descobertas por meio desse tipo de pesquisa fundamental na biologia de bacteriófagos. Nosso estudo não apenas esclarece a vida da Salmonela africana, mas pode um dia formar a base de uma nova biotecnologia. "

 

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