El microbioma intestinal es enormemente diverso y los microorganismos no viven en armonía
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Tu instinto es un campo de batalla donde tribus rivales de bacterias armadas con dardos venenosos luchan por el territorio – y estas batallas a menudo las ganan ejércitos de traidores obligados a cambiar de bando gracias al ADN egoísta que les transfieren sus enemigos.
“El colon humano es uno de los ecosistemas microbianos más densos de la Tierra”, dice Laura Comstock en la Universidad de Chicago en Illinois. Hay muchas especies diferentes de bacterias y diferentes cepas dentro de cada especie que luchan por los mismos recursos.
Para tomar ventaja, muchos liberan toxinas en un intento de envenenar a sus rivales. Algunos están armados con un arma aún más extraordinaria: pistolas de dardos que disparan jeringas de alta velocidad. para inyectar venenos directamente en otras bacterias o células más grandes cercanas.
“Son un arma automática que requiere que los organismos estén muy cerca”, dice Comstock.
El nombre que suena inofensivo para este tipo de pistola de dardos es sistema secretor tipo 6, o T6SS. Una amplia gama de especies están armados con ellos, y hay mucha variación en su funcionamiento: los dardos pueden contener muchas toxinas diferentes, por ejemplo.
Pero, ¿cómo evitan las bacterias ciegas disparar tanto a amigos como a enemigos? No lo hacen. Algunas especies simplemente dispara dardos envenenados tan rápido como puedan, golpeando a amigos y enemigos por igual..
Sin embargo, lo más importante es que las instrucciones genéticas para fabricar un tipo específico de pistola de dardos siempre vienen con las instrucciones para fabricar el antídoto contra el veneno de los dardos disparados por esa pistola. Cuando una bacteria es alcanzada por los dardos de un miembro de su propia tribu, no sufre daño.
Dicho de otra manera, en este mundo de dardos envenenados y antídotos, ¿de qué lado está una bacteria? está determinado por qué pistola de dardos y antídoto fabrica.
En este mundo de insectos, uno de los más crueles es una especie llamada Bacteroides fragilisque libera una variedad de venenos, además de disparar sus dardos sin parar. B. fragilis Se alimenta de azúcares complejos que se encuentran en el revestimiento mucoso del intestino, por lo que Comstock cree que la razón de su agresión es que intenta apoderarse del revestimiento mucoso y defenderse de otras especies relacionadas.
Pero algunas de estas otras especies albergan armas extraordinarias en forma de Piezas de ADN egoísta que actúan casi como entidades independientes.. Una de estas piezas de ADN, llamada GA1, codifica genes para la maquinaria que permite que GA1 transferir copias de sí mismo a otras bacterias.
También tiene genes para una pistola de dardos y el antídoto contra el veneno de la pistola de dardos. Lo que el equipo de Comstock ha demostrado es que una vez que GA1 entra en B. fragilisde alguna manera bloquea la producción del B. fragilis arma y les hace comenzar a producir la pistola GA1, esencialmente convirtiéndolos en traidores.
cuando estos bacterias se multiplican, forman ejércitos de traidores que pueden matar B. fragilis que carecen de GA1. Los ejércitos traidores suelen ganar estas batallas, según descubrió el equipo de Comstock en varias pruebas.
Pero en nuestros intestinos, donde están presentes muchas otras especies y toxinas, los resultados pueden diferir, afirma. “Hay tantas cosas diferentes que considerar en estas batallas”, dice Comstock. “No siempre hay un ganador obvio”.
Su equipo también descubrió otro fragmento de ADN egoísta llamado GA2, que parece comportarse de manera similar a GA1 pero con una pistola de dardos y un antídoto diferentes.
“El cambio de lado puede ser más común de lo que hemos apreciado”, dice Brian Martillo en el Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta.
La bacteria que causa el cólera también produce y dispara constantemente pistolas de dardos. Si bien se ha asumido que este comportamiento es costoso, el año pasado el equipo de Hammer demostró que las cepas de Vibrio cholerae que no producen T6SS difícilmente crecen más rápido que aquellos que lo hacenlo que sugiere que el costo de andar con armas de fuego es sorprendentemente pequeño.
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