Un equipo de investigadores ha estudiado
Deinococcus radiodurans y ha revelado por primera vez el proceso de remodelación del nucleoide de esta bacteria, gracias a técnicas avanzadas de microscopía de fluorescencia.
Esta remodelación es crucial para su resistencia excepcional a condiciones extremas como las radiaciones ionizantes, los rayos UV y la sequía prolongada. Este descubrimiento amplía nuestra comprensión sobre los mecanismos de supervivencia de esta bacteria única.
La remodelación del nucleoide es una estrategia común en las bacterias para proteger su ADN frente a tensiones externas. Este proceso está controlado principalmente por las proteínas NAPs (Proteínas Asociadas al Nucleoide), que interactúan con el ADN para compactar el genoma. Esta compactación ayuda a preservar la integridad del material genético en condiciones adversas.
En estudios anteriores, los investigadores de este equipo demostraron que el nucleoide de
D. radiodurans era compacto, aunque dinámico, para adaptarse a la morfología de la célula durante el ciclo celular.
Este nuevo estudio examina el impacto de dos factores de estrés sobre la morfología y el estado de compactación del nucleoide: la exposición a rayos UV-C, que dañan el genoma, y la carencia nutricional que conduce a una fase estacionaria que limita el crecimiento. El estudio también evalúa cómo estos factores afectan la movilidad de la proteína HU, la principal NAP del nucleoide, para entender cómo interactúa con el ADN.
El estudio muestra que el estrés nutricional y los UV-C provocan una rápida compactación del nucleoide, pero a través de mecanismos distintos. La movilidad de la proteína HU disminuye en respuesta a la carencia nutricional, mientras que aumenta con la exposición a los UV-C. Tras una fase de condensación rápida causada por los UV-C, el nucleoide se descompacta lentamente, permitiendo que HU recupere su movilidad normal y que el nucleoide vuelva a su estructura inicial, listo para retomar el crecimiento celular.
Foto del microscopio. A la derecha, en incrustación, marcas del nucleoide en verde y de la membrana en rojo:
(1) Nucleoides normales.
(2) Nucleoides compactos tras carencia nutricional.
(3) Nucleoides compactos tras irradiación con UV-C.
© CEA
Esta investigación ha permitido, por primera vez, observar en tiempo real el proceso de remodelación del nucleoide en
D. radiodurans, gracias a técnicas avanzadas de microscopía de fluorescencia. Esta observación directa amplía nuestra comprensión sobre los mecanismos de resistencia de esta bacteria excepcional.
Referencias:
Vauclare P, Wulffelé J, Lacroix F, Servant P, Confalonieri F, Kleman JP, Bourgeois D y Timmins J.
Stress-induced nucleoid remodeling in
Deinococcus radiodurans is associated with major changes in Heat Unstable (HU) protein dynamics.
Nucleic Acids Res 2024.
Fuente: CEA IRIG