De la microbiota como “cisne negro”: El extraño caso de los amiloides bacterianos y la neurodegeneración / Microbiota as a ‘black swan’: The extrange case of bacterial amyloids and neurodegeneration

La microbiota humana es la compleja comunidad de microorganismos que colonizan nuestros epitelios, con especial presencia en el intestino grueso. Investigaciones recientes vinculan a la microbiota con diversas patologías, entre las cuales aquí me ocuparé de las enfermedades neurodegenerativas. Metabolitos generados por las bacterias de nuestra microbiota tienen propiedades moduladoras de la inflamación, interaccionado con receptores específicos en el epitelio intestinal, permeando el tejido subyacente y abriéndose paso hacia los vasos sanguíneos, alcanzando así el sistema nervioso central (SNC). Por otra parte, proteínas con el potencial de agregar ordenadamente en forma de amiloides, secretadas por las bacterias para construir la matriz que entreteje las biopelículas que les permiten persistir en el intestino, pueden utilizar para llegar al SNC una vía alternativa: las terminaciones parasimpáticas del nervio vago, propagándose como priones (amiloides infectivos), lo que constituye el denominado “eje intestino-cerebro”. Una vez en el SNC, los amiloides bacterianos pueden promover la agregación de proteínas amiloidogénicas implicadas en neurodegeneración (α-sinucleína, Tau, Ab, Sod1). En este artículo se revisan y ponderan algunas de las recientes evidencias experimentales que, principalmente en sistemas modelo animales, asignan un papel central para la microbiota en la etiología de las enfermedades neurodegenerativas, así como los estudios realizados en el laboratorio del autor que han conducido al desarrollo de un sistema modelo mínimo, exclusivamente bacteriano, que recapitula aspectos moleculares esenciales de una enfermedad neurodegenerativa.(AU)

The human microbiota is the complex community of microorganisms that colonize our epithelia, with a special presence in the large intestine. Recent research links the microbiota to various pathologies, among which I will focus here on neurodegenerative diseases. Metabolites generated by the bacteria of our microbiota have inflammation-modulating properties, interacting with specific receptors in the intestinal epithelium, permeating the underlying tissue and making their way into the blood vessels, thus reaching the central nervous system (CNS). On the other hand, proteins with the potential to aggregate in the form of amyloids, secreted by bacteria to build the matrix that interweaves the biofilms that allow them to persist in the intestine, can use an alternative route to reach the CNS: the parasympathetic endings of the vagus nerve, spreading as prions (infective amyloids), in what is known as the “gut-brain axis”. Once in the CNS, bacterial amyloids can promote aggregation of amyloidogenic proteins involved in neurodegeneration (α-synuclein, Tau, Ab, Sod1). This article reviews and discusses some of the recent experimental evidence that, mainly in animal model systems, assigns a central role for the microbiota in the aetiology of neurodegenerative diseases, as well as the studies performed in the laboratory of the author that have led to the development of a minimal, exclusively bacterial model system that recapitulates essential molecular aspects of a neurodegenerative disease.(AU)

Roger Kornberg y la RNApol II: el mecanismo de síntesis del ácido ribonucleico desvelado al medio siglo de Severo Ochoa y su polinucleótido fosforilasa / Roger Kornberg and RNApol II: unveiling the mechanism of ribonucleic acid synthesis half a century after Severo Ochoa and his polynucleotide phosphorylase

El premio Nobel de Química, en su edición de 2006, ha sido otorgado al Profesor Roger Kornberg, del Departamento de Biología Estructural de la californiana Universidad de Stanford. El Profesor Kornberg ha desarrollado durante años un exhaustivo y riguroso trabajo sobre el complejo de proteínas responsable de la síntesis del ARN mensajero en las células eucarióticas, la RNA polimerasa II. Aplicando metodologías biofísicas, en particular la cristalografía de rayos-X, su trabajo muestra cómo diez de las doce subunidades proteicas del enzima se coordinan para separar las dos hebras de la molécula de ADN, reconocer el primer ribonucleótido que debe incorporarse sobre el molde de la cadena que ha de ser transcrita y catalizar la polimerización de sucesivos nucleótidos con gran fidelidad y procesividad. Cerca de medio siglo después de que Severo Ochoa realizase la primera síntesis bioquímica del ARN en un tubo de ensayo, el trabajo del ahora galardonado desentraña, en sus detalles más íntimos, el funcionamiento de la maquinaria macromolecular esencial para la expresión de los genes

The Nobel Prize in Chemistry 2006 has been awarded to Prof. Roger Kornberg, Head of the Department of Structural Biology, Stanford CA, USA. Prof. Kornberg has been leading along years an exhaustive and rigorous research effort on RNApol II, the protein complex responsible for the synthesis of messenger RNA in eukaryotic cells. By means of biophysical approaches, X-ray crystallography in particular, his work shows how ten of the twelve protein subunits of the whole enzyme are coordinated in order to melt the two DNA strands, recognize the first ribonucleotide to be incorporated on the template chain to be transcribed and catalyze polymerization of successive nucleotide building blocks with astonishing fidelity and processivity. Nearly half a century after the pioneering in vitro synthesis of RNA by Severo Ochoa, the work now awarded unveils, with a wealth of intimate details, the function of the macromolecular machinery essential for gene expression