Mycoplasma genitalium

Mycoplasma genitalium é unha especie de bacterias moi pequenas parasitas que viven nas células epiteliais ciliadas dos tractos urinario e xenital humanos. Informouse da súa existencia en 1981, e foi finalmente identificada como unha nova especie de Mycoplasma en 1983. Produce unha enfermidade de transmisión sexual, que pode causar unha morbideza significativa en homes e mulleres, e é un cofactor na transmisión do VIH. En concreto, causa uretrite (inflamación do tracto urinario) en homes e mulleres, e tamén cervicite (inflamación do cérvix uterino) e inflamación pelviana nas mulleres. A súa secuencia xenómica completa publicouse en 1995. Ata 2003, ano en que se descubriu unha arquea chamada Nanoarchaeum equitans aínda máis pequena, este micoplasma era considerado a unidade celular co xenoma máis pequeno. Coa secuenciación do xenoma de Candidatus Carsonella ruddii en 2006, pasou a ser a terceira especie co xenoma máis pequeno coñecido.
En 2008 produciuse un xenoma sintético baseado nela chamado xenoma de Mycoplasma genitalium JCVI-1. 0 (siglas do centro de investigación J. Craig Venter Institute, onde foi sintetizado), converténdose no primeiro organismo producido cun xenoma sintético. En 2014, os investigadores do The Scripps Research Institute descubriron unha nova proteína chamada Proteína M de M. genitalium. Descubrimento e descrición
Mycoplasma genitalium foi illado por primeira vez en 1980 a partir dunha mostra uretral humana de dous homes que padecían uretrite non gonocócica no St Mary's Hospital, Londres. Informou da especie en 1981 un equipo liderado por Joseph G. Tully. Vista con micorscopio electrónico parece unha célula con forma de matraz, xa que ten unha porción terminal estreita que é fundamental para a súa adhesión á superficie das células hóspede. É lixeiramente alongada como un floreiro, e mide 0, 7 μm de lonxitude e 0, 3-0, 4 μm na rexión de máis largura, e 0, 006-0, 08 μm no extremo. A base é ampla mentres que o extremo estírase formando un pescozo estreito, o cal termina nunha especie de tapa. A rexión terminal ten unha rexión especializada chamada nap, que está ausente noutros Mycoplasma. As probas serolóxicas indican que a bacteria non está relacionada con ningunha especie de Mycoplasma coñecida. A comparación das secuencias xenómicas con outras bacterias uroxenitais como M. hominis e Ureaplasma parvum revelou que M. genitalium é significativamente diferente, especialmente nas rutas metabólicas xeradoras de enerxía, aínda que comparte unha porción básica do xenoma de ~250 xenes que codifican proteínas. A infección por M. genitalium é bastante común, pode transmitirse durante as relacións sexuais sen protección, e pode tratarse con antibióticos.
Proteína M
En febreiro de 2014, The Scripps Research Institute anunciou o descubrimento dunha nova proteína chamada Proteína M de M. genitalium. A proteína foi identificada durante investigacións sobre a orixe do mieloma múltiple, que é un carcinoma de células B, que se pode orixinar por infeccións a longo prazo con certas bacterias. Estudando a infección a longo prazo con M. genitalium e a reactividade dos anticorpos de pacientes de mieloma múltiple a ela, atopouse que ditos anticorpo recoñecían a M. genitalium. A reactividade observada nos anticorpos debíase a que reaccionaban cunha proteína da bacteria nunca antes atopada, a Proteína M, que era a quimicamente responsable de reaccionar con todos os tipos de anticorpos dispoñibles humanos e non humanos. A proteína ten uns 50 kDa e contén 556 aminoácidos. En contra da súa hipótese inicial de que as reaccións dos anticorpos producíanse como resposta a unha infección masiva por esta bacteria, os investigadores atoparon que a Proteína M evolucionou simplemente para unirse a calquera anticorpo que atopase, de maneira que os bloquea e protexe á bacteria da súa acción. Debido a esta propiedade a bacteria pode evadirse eficazmente da acción do sistema inmunitario do hóspede. Xenoma
O xenoma de M. genitalium consta de 525 xenes situados nun ADN circular de 580. 070 pares de bases. En 1991, Scott N. Peterson e o seu equipo da Universidade de Carolina do Norte en Chapel Hill informaron do primeiro mapa xenético desta bacteria para o que usaron electroforese en xel de campo pulsado. Realizaron un estudo inicial do xenoma usando secuenciación aleatoria en 1993, no que atoparon 100. 993 nucleótidos e 390 xenes que codifican proteínas. Colaborando con investigadores do Institute for Genomic Research, no cal estaba Craig Venter, obtiveron a secuencia xenómica completa en 1995 utilizando a secuenciación de escopeta (shotgun sequencing). Só se identificaron 470 rexións codificantes preditas (de entre 482 xenes codificantes de proteínas), incluíndo xenes necesarios para a replicación do ADN, transcrición e tradución, reparación do ADN, transporte celular, e metabolismo enerxético. Foi o segundo xenoma bacteriano completo que foi secuenciado, despois do de Haemophilus influenzae. En 2006 o equipo do J. Craig Venter Institute informou que só 382 xenes eran esenciais para as funcións biolóxicas. O pequeno xenoma de M. genitalium fixo que este fose o organismo elixido para o Proxecto do Xenoma Mínimo, un estudo que tiña a finalidade de encontrar o menor conxunto de xenes necesario para soster a vida. Síntomas da infección
A infección por M. genitalium produce xeralmente graves síntomas clínicos, ou unha combinación de síntomas; pero ás veces pode ser asintomática. Causa inflamación na uretra (uretrite) en homes e mulleres, o cal está asociado con descargas mucopurulentas no tracto urinario, e disuria (sensación de que queima ao ouriñar). Nas mulleres, causa cervicite e enfermidades inflamatorias pelvianas, como a endometrite e a salpinxite. Tamén se sospeita que é un factor de infertilidade das tubas uterinas. As análises de reacción en cadea da polimerase indicaron que é unha causa da uretrite non gonocócica aguda e probablemente da crónica. A diferenza das infeccións por outros Mycoplasma, esta infección non está asociada con vaxinose bacteriana. Está fortemente asociada coa intensidade da infección por VIH. Tamén se sospeita que xoga un papel no desenvolvemento dos cancros de próstata e de ovario e de linfomas. Tratamento
O tratamento pode variar entre países, pero xeralmente se utiliza un tratamento cos antibióticos azitromicina e doxiciclina. Como tratamentos alternativos están a eritromicina ou o eritromicina etilsuccinato ou ofloxacina ou levofloxacina. Outra alternativa é a moxifloxacina. Vida sintética
En outubro de 2007, Craig Venter anounciou que un equipo de científicos liderados polo Premio Nobel Hamilton Smith no J. Craig Venter Institute construíran con éxito un ADN sintético que planeaban utilizar para preparar o que sería o primeiro xenoma sintético. Venter dixo que construíran un ADN unindo 381 xenes que constaba de 580. 000 pares de bases, que estaba baseado no xenoma de M. genitalium. En xaneiro de 2008 anunciaron a creación dunha bacteria sintética que denominaron Mycoplasma genitalium JCVI-1. 0 (o nome da cepa indica as siglas do J. Craig Venter Institute co seu número de espécime). Primeiro sintetizaron e ensamblaron un xenoma completo de 582. 970 pares da bacteria. Nas etapas finais de síntese clonaron o ADN na bacteria E. coli para a produción de nucleótidos e secuenciación. Isto produciu grandes fragmentos de aproximadamente 144. 000 pares de bases ou 1/4 do xenoma total. Finalmente, os produtos foron clonados no lévedo Saccharomyces cerevisiae para sintetizar os 580. 000 pares de bases definitivos. O tamaño molecular do xenoma da bacteria sintética é de 360. 110 kDa. Se os imprimimos cun tamaño de letra de 10 puntos, as letras deste xenoma ocuparían 147 páxinas.
En xullo de 2012, a Universidade Stanford e o J. Craig Venter Institute anunciaron a simulación con éxito do ciclo vital completo dunha célula de Mycoplasma genitalium na revista Cell. O organismo enteiro é modelado en termos dos seus compoñentes moleculares, integrando todos os procesos celulares nun só modelo. Usando programación orientada a obxectos para modelar as interaccións de 28 categorías de moléculas como o ADN, ARN, proteínas, e metabolitos, e executándoa nun grupo de Linux de 128-core, a simulación tarda 10 horas para que unha soa célula de M. genitalium se divida unha vez, o que é aproximadamente o mesmo tempo que tarda a célula real, e xera medio xigabytes de datos.