Determinación de patrones de plegamiento en secuencias reguladoras de ARN mensajeros involucrados en la respuesta estricta bacteriana mediante espectroscopia de fuerza en moléculas individuales.

La respuesta estricta es un sistema de señalización bacteriana mediado por las alarmonas ppGpp y pppGpp que se activa ante la privación de nutrientes (Irving et al., 2021). Entre sus principales acciones, ppGpp inhibe la síntesis de proteínas. Sin embargo, hay un conjunto de genes que aún deben expresarse durante la respuesta restricta, entre los que encontramos tufA y rnr. Vinogradova et al. (2020) demostraron que los ARN mensajeros (ARNm) de tufA y rnr toleran ppGpp y se traducen gracias a que poseen horquillas reguladoras estructuradas corriente arriba de su región de iniciación de la traducción (TIR), a las que denominaron SETIs (Structured Elements for Translational Initiation), no descritas previamente (Vinogradova et al., 2020). Eliminar los SETIs de estos ARNm disminuye la tolerancia a ppGpp. Se piensa que los SETI desencadenan cambios estructurales en el complejo de preiniciación 30S (30S-PIC) que favorecen el intercambio de nucleótidos (liberación de ppGpp para permitir la unión de GTP) en el factor de iniciación 2 (IF2). El resultado es la traducción de estos ARNm incluso en presencia de ppGpp, como una forma de tolerancia. En concreto, el SETI corresponde a la secuencia SR III en 5’ UTR del ARNm de tufA. Hay más ARNm que siguen siendo traducidos durante la respuesta estricta con estructuras secundarias como los SETI, pero con baja similitud de secuencia. En el siguiente proyecto, se utilizarán técnicas de espectroscopia de fuerza de pinzas ópticas para la caracterización del plegamiento de SETI en el contexto de la tolerancia del ARNm de tufA a la inhibición de ribosomas por ppGpp durante la respuesta estricta bacteriana, , técnica en la que es referente internacional el Laboratorio de Biofísica de Moléculas Individuales del doctor Bustamante en Berkeley, California, como lo demuestran sus publicaciones en Nature y Science entre otras revistas de alto impacto, asociados a trabajos con ribosomas y ARN., lugar elegido para la pasantía, siendo el objetivo principal la difusión en Perú del conocimiento adquirido, para el fortalecimiento de la investigación es esta rama.

HUALLPA ROBLES ,CESAR JOAQUIN