{"id":132167,"date":"2026-02-20T11:16:55","date_gmt":"2026-02-20T10:16:55","guid":{"rendered":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/new-insights-into-how-bacteria-control-dna-synthesis-open-the-door-to-next%e2%80%91generation-antimicrobials\/"},"modified":"2026-02-20T12:51:36","modified_gmt":"2026-02-20T11:51:36","slug":"new-insights-into-how-bacteria-control-dna-synthesis-open-the-door-to-next%e2%80%91generation-antimicrobials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/es\/un-nuevo-estudio-sobre-la-sintesis-de-adn-en-bacterias-impulsa-la-busqueda-de-la-proxima-generacion-de-antibioticos","title":{"rendered":"Un nuevo estudio sobre la s\u00edntesis de ADN en bacterias impulsa la b\u00fasqueda de la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de antibi\u00f3ticos"},"content":{"rendered":"\n

Un estudio dirigido por el Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a (IBEC) y el Instituto de Biolog\u00eda Molecular de Barcelona (IBMB) ofrece la imagen m\u00e1s detallada hasta la fecha de NrdR, el regulador principal de las ribonucle\u00f3tido reductasas (RNR) en las bacterias. Los investigadores obtuvieron las primeras im\u00e1genes detalladas de la estructura completa de la prote\u00edna NrdR y demostraron c\u00f3mo los cambios en la forma y la asociaci\u00f3n de esta prote\u00edna afectan a la forma en que controla procesos clave dentro de la c\u00e9lula. Los hallazgos, publicados recientemente en la revista International Journal of Biological Macromolecules<\/em>, ampl\u00edan nuestra comprensi\u00f3n de c\u00f3mo las bacterias regulan la producci\u00f3n de los componentes moleculares del ADN, un aspecto crucial tanto para la microbiolog\u00eda fundamental como para el desarrollo de nuevas estrategias antimicrobianas.<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

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Maria Sol\u00e0 (izquierda) y Eduard Torrents (derecha).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Las ribonucle\u00f3tido reductasas (RNR) son enzimas indispensables que convierten los ribonucle\u00f3tidos en desoxirribonucle\u00f3tidos (dNTP), los precursores que componen el ADN. Dado que la s\u00edntesis del ADN es fundamental para la supervivencia celular, la actividad de las RNR debe controlarse de manera muy estricta. En las bacterias, este control lo ejerce un regulador transcripcional especializado, el NrdR, que no tiene equivalente en los organismos eucariotas y, por lo tanto, representa una diana potencial para el desarrollo de antimicrobianos. A pesar de su papel central, la base estructural de la funci\u00f3n de NrdR y los mecanismos por los que detecta los niveles de nucle\u00f3tidos celulares y modula la expresi\u00f3n de las RNR solo se conoc\u00edan parcialmente hasta el momento.<\/p>\n\n\n\n

Ahora, este estudio aborda esta laguna combinando la biolog\u00eda estructural, la caracterizaci\u00f3n biof\u00edsica y los ensayos funcionales para dibujar c\u00f3mo la estructura cuaternaria de NrdR responde a diferentes estados de nucle\u00f3tidos y c\u00f3mo estos cambios afectan a su actividad reguladora. Los investigadores centraron su estudio en dos importantes pat\u00f3genos bacterianos: Escherichia coli<\/em>, un pat\u00f3geno modelo clave para el estudio de la fisiolog\u00eda bacteriana fundamental, y Pseudomonas aeruginosa<\/em>, un pat\u00f3geno oportunista reconocido por su resistencia inherente a muchos antibi\u00f3ticos y su papel en las infecciones cr\u00f3nicas. El trabajo de investigaci\u00f3n fue dirigido por el grupo Infecciones Bacterianas: Terapias Antimicrobianas<\/a>, del Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a (IBEC) y el grupo de Biolog\u00eda Estructural de Macromol\u00e9culas Mitocondriales<\/a> del Instituto de Biolog\u00eda Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), con la participaci\u00f3n del grupo de Caracterizaci\u00f3n Bioel\u00e9ctrica a Nanoescala<\/a> del IBEC.<\/p>\n\n\n\n

NrdR como nueva posible diana contra las infecciones bacterianas<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n
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Apuntar a un regulador tan importante podr\u00eda debilitar las bacterias pat\u00f3genas o ayudar a restaurar su susceptibilidad a los antibi\u00f3ticos existentes, lo que representa una v\u00eda prometedora para contrarrestar la creciente resistencia a los antimicrobianos.<\/p>\n\n\n\n

Eduard Torrents<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

La caracterizaci\u00f3n exhaustiva de la estructura y el mecanismo de NrdR supone un avance significativo en nuestra comprensi\u00f3n de la regulaci\u00f3n transcripcional bacteriana. Al revelar c\u00f3mo las bacterias regulan la s\u00edntesis de desoxirribonucle\u00f3tidos en respuesta a las fluctuaciones de nucle\u00f3tidos, este trabajo proporciona una base conceptual y experimental para la identificaci\u00f3n de nuevos objetivos antibacterianos y la innovaci\u00f3n terap\u00e9utica futura.<\/p>\n\n\n\n

Entender c\u00f3mo NrdR detecta los niveles de nucle\u00f3tidos y controla la expresi\u00f3n de genes RNR esenciales proporciona un nuevo punto de partida estrat\u00e9gico para el desarrollo de antimicrobianos. Dado que NrdR est\u00e1 ausente en las c\u00e9lulas humanas y desempe\u00f1a un papel fundamental en la s\u00edntesis de precursores del ADN bacteriano, los conocimientos estructurales descubiertos aqu\u00ed ofrecen una base s\u00f3lida para dise\u00f1ar mol\u00e9culas que alteren selectivamente la homeostasis de los nucle\u00f3tidos bacterianos. Estos conocimientos posicionan a NrdR como una diana antimicrobiana muy interesante cuya manipulaci\u00f3n puede inspirar estrategias de pr\u00f3xima generaci\u00f3n para combatir las infecciones bacterianas resistentes.<\/p>\n\n\n\n

\u00abApuntar a un regulador tan importante podr\u00eda debilitar las bacterias pat\u00f3genas o ayudar a restaurar su susceptibilidad a los antibi\u00f3ticos existentes, lo que representa una v\u00eda prometedora para contrarrestar la creciente resistencia a los antimicrobianos\u00bb, explica Eduard Torrents, investigador principal del grupo Infecciones Bacterianas: terapias antimicrobianas del IBEC, profesor asociado de la Universidad de Barcelona (UB), miembro de ICREA Academia y autor del estudio.<\/p>\n\n\n\n

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Estructura del NrdR cristalizado<\/figcaption><\/figure><\/div><\/div>\n\n\n\n
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Representaci\u00f3n esquem\u00e1tica del NrdR<\/figcaption><\/figure><\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Descifrando la estructura 3D de NrdR y su importancia biol\u00f3gica<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Los investigadores identificaron primero qu\u00e9 genes est\u00e1n controlados por NrdR en estas bacterias integrando datos transcript\u00f3micos con an\u00e1lisis de motivos, lo que proporcion\u00f3 una imagen m\u00e1s clara de c\u00f3mo este regulador influye en los procesos celulares esenciales. A continuaci\u00f3n, el equipo determin\u00f3, mediante cristalograf\u00eda de prote\u00ednas con rayos X, la estructura tridimensional de la prote\u00edna NrdR en E. coli<\/em>, descubriendo c\u00f3mo las mol\u00e9culas de prote\u00edna se asocian entre s\u00ed para formar ensamblajes. Aunque utilizaron diferentes t\u00e9cnicas, como la dispersi\u00f3n de luz multi\u00e1ngulo (SEC-MALS) y la microscop\u00eda de fuerza at\u00f3mica, los investigadores tambi\u00e9n examinaron c\u00f3mo estos ensamblajes cambian en respuesta a la presencia de diferentes nucle\u00f3tidos, revelando un sistema altamente din\u00e1mico regulado por estos metabolitos. \u00abTras determinar la estructura cristalina, el siguiente paso crucial es descifrar si las interacciones observadas en el cristal tienen significado biol\u00f3gico, en este caso, c\u00f3mo NrdR responde a los nucle\u00f3tidos\u00bb, afirma Maria Sol\u00e0, investigadora principal del grupo de Biolog\u00eda Estructural de Macromol\u00e9culas Mitocondriales del Instituto de Biolog\u00eda Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) y autora del estudio.<\/p>\n\n\n\n

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Tras determinar la estructura cristalina, el siguiente paso crucial es descifrar si las interacciones observadas en el cristal tienen significado biol\u00f3gico, en este caso, c\u00f3mo NrdR responde a los nucle\u00f3tidos.<\/p>\n\n\n\n

Maria Sol\u00e0<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Para abordar el impacto de los estados estructurales en la actividad de uni\u00f3n al ADN y la regulaci\u00f3n, los investigadores realizaron una validaci\u00f3n funcional de las interacciones prote\u00edna-prote\u00edna observadas en el cristal utilizando mutaciones puntuales, ensayos de desplazamiento de movilidad electrofor\u00e9tica y ensayos de transcripci\u00f3n in vitro<\/em>. Es importante destacar que el trabajo aclara c\u00f3mo NrdR responde a las se\u00f1ales intracelulares \u2014en particular, ATP y dATP\u2014 para cambiar entre estados activos y represivos, ajustando as\u00ed la expresi\u00f3n de RNR de acuerdo con las necesidades celulares, explica Lucas Pedraz, co-primer autor del estudio. Estos hallazgos se oponen a las visiones anteriores, m\u00e1s simplistas, de la regulaci\u00f3n de NrdR, y revelan un mecanismo finamente ajustado por el cual la uni\u00f3n de nucle\u00f3tidos impulsa transiciones estructurales que influyen directamente en la uni\u00f3n al ADN y la represi\u00f3n g\u00e9nica.<\/p>\n\n\n\n

En conjunto, estos resultados posicionan a NrdR como una nueva diana prometedora en la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos, ya que ofrece una oportunidad \u00fanica para interrumpir una v\u00eda reguladora esencial para la supervivencia de las bacterias, ausente en los seres humanos. Al definir la estructura de NrdR y revelar c\u00f3mo gobierna la homeostasis de los nucle\u00f3tidos, este trabajo no solo profundiza nuestra comprensi\u00f3n de la biolog\u00eda bacteriana, sino que tambi\u00e9n sienta una base s\u00f3lida para el desarrollo de terapias de pr\u00f3xima generaci\u00f3n. A medida que la resistencia a los antibi\u00f3ticos sigue aumentando en todo el mundo, estos conocimientos proporcionan un trampol\u00edn crucial para estrategias innovadoras que debiliten las bacterias pat\u00f3genas y restauren la eficacia de los tratamientos existentes.<\/p>\n\n\n\n

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Art\u00edculo de referencia<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Lucas Pedraz, Arkadiusz Szura, Claus Schmitz, Alba Rubio-Canalejas, \u00c1ngela Mart\u00ednez-Mateos, Anthony Santella, Gabriel Gomila, Annalisa Calo, Maria Sol\u00e0, Eduard Torrents. Structure and mechanistic basis of NrdR, a bacterial master regulator of ribonucleotide reduction.<\/strong> International Journal of Biological Macromolecules<\/em> (2026). DOI: https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijbiomac.2026.150647<\/a><\/p>\n\n\n\n

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