UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Els prions són un grup específic de proteïnes que presenten la singularitat de poder existir en dues conformacions intercanviables, una forma soluble desordenada i una forma altament estructurada de tipus beta-amiloide transmissible mitjançant una mecanisme d’auto-ensamblatge. Actualment es coneix que aquesta promiscuïtat conformacional dels prions ve definida en regions específiques de les seves seqüències, conegudes com a dominis prió.

Els dominis prió són alhora suficients i necessaris per a la conversió dels prions i en general corresponen a segments de la proteïna que es troben intrínsecament desordenats, presenten un enriquiment en la composició de residus asparagina i glutamina i una regió de nucleació beta-amiloide específica.



Malgrat que tradicionalment els prions han estat relacionats amb el desenvolupament de greus malalties neurològiques com per exemple la malaltia de Creutzfeltd-Jacob o el Kuru, cada vegada són més reconeguts pel seu potencial paper en conferir trets beneficiosos als organismes portadors, són els anomenats prions funcionals.

Estudis bioinformàtics recents han permès detectar la presencia de proteïnes portadores de dominis prió en una gran varietat d’organismes que en conjunt engloben tots els regnes de la vida, d’acord amb la idea de que els prions desenvoluparien funcions cel·lulars beneficioses i que aquestes es trobarien evolutivament conservades.

El nostre grup de recerca ha dut a terme un ampli estudi d’anàlisi computacional amb l’objectiu d’identificar proteïnes portadores de dominis prió en proteomes bacterians. Els resultats indiquen que tot i que la proporció de proteïnes de tipus priònic en els proteomes bacterians és en general baixa, les espècies patogèniques presenten una major càrrega priònica, suggerint que aquestes proteïnes podrien tenir un paper a l’hora d’afavorir-ne els trets patogènics. L’estudi més detallat del proteoma del bacteri patogen Clostridium botulinum ens ha portat, junt amb el grup de Hochschild i col.laboradors, a la identificació del primer prió bacterià. Es tracta del factor finalitzador de la transcripció Rho. Rho és una helicasa hexamèrica altament conservada que desenvolupa un paper central en el procés de finalització de la transcripció esdevenint essencial per la viabilitat cel·lular i crucial en la capacitat d’adaptació del bacteri a entorns canviants.

El nostre treball demostra que la regió identificada com a domini prió en aquesta proteïna d’unió a RNA és capaç d'auto-ensamblar-se de manera espontània in vitro formant estructures de tipus beta-amiloides canòniques. Aquest canvi conformacional s’ha validat també in vivo on s’ha vist que es transmet al conjunt de la proteïna donant lloc en conseqüència a dues conformacions, la forma soluble de Rho que permetria una finalització eficient del procés de la transcripció i una forma priònica on es veuria compromesa la seva funció i que comportaria grans canvis a nivell del trancriptoma del bacteri.

En base a aquests resultats hem conclòs en el nostre treball que els prions poden constituir una estratègia d'obtenció d'herència epigenètica en bacteris impulsant la diversitat fenotípica, contribuint a una ràpida adaptació als entorns canviants i a millorar l'evolució de nous trets i la persistència d'infeccions bacterianes.

És important destacar que l'estudi de l'herència basada en proteïnes en bacteris podria obrir noves i inesperades estratègies terapèutiques alternatives als antibiòtics per al tractament de les infeccions bacterianes.