Buscando nuevos antibióticos
El científico del DSMZ desarrolla una estrategia innovadora para la detección de drogas
Un equipo de investigadores dirigido por la profesora Dra. Yvonne Mast del Instituto Leibniz DSMZ-Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares en Braunschweig (Alemania) ha desarrollado una nueva estrategia para la activación de grupos de genes de antibióticos silenciosos. Demostraron que la Proteína Reguladora de Antibióticos Streptomyces (SARP), un regulador que controla la biosíntesis de los antibióticos en los estreptomicetos, puede utilizarse como activador general de varios grupos de genes antibióticos. Los datos de las investigaciones sobre la forma en que los SARP pueden utilizarse para identificar y activar específicamente las agrupaciones de genes inducibles se han publicado en la revista Fronteras de la Microbiología.
Crecimiento de Streptomyces lividans en placa de agar. A la izquierda el control, a la derecha la cepa con el constructo de sobreexpresión de SARP (pGM190/papR2).
DSMZ/Mast
En su estudio, el equipo de la profesora Yvonne Mast pudo demostrar que los reguladores del SARP se producen en muchos actinomicetos diferentes y forman parte de grupos de genes que codifican diferentes tipos de metabolitos secundarios. En sus experimentos, los investigadores demostraron que los reguladores del SARP tienen el potencial de regular los grupos de genes también en otras cepas del huésped. Utilizando el regulador del SARP PapR2 como ejemplo, los investigadores demostraron que este regulador tiene propiedades de activación de agrupaciones no sólo en la bacteria Streptomyces pristinaespiralis, en la que se produce naturalmente, sino que también es capaz de activar agrupaciones genéticas silenciosas en otros estreptomicetos como Streptomyces lividans, permitiendo así la producción de sustancias bioactivas. Gracias a una mejor comprensión de los mecanismos de regulación y con la ayuda de los datos sobre la secuencia del genoma, los investigadores pueden ahora predecir qué grupos de genes pueden ser potencialmente activados por los SARPS, lo que facilitará el posterior descubrimiento de la droga.
Activación de grupos de genes silenciosos
Los actinomicetos son conocidos por su potencial para producir muchas sustancias bioactivas. Sobre la base de los análisis de las secuencias del genoma, se sabe que los organismos albergan numerosos los llamados "clusters genéticos silenciosos", que contienen la información para la síntesis de sustancias activas, que sin embargo no se traduce en las sustancias correspondientes. Se supone que los actinomicetos podrían producir teóricamente diez veces más metabolitos secundarios que los que normalmente se aíslan en condiciones normales de laboratorio. Todavía no está claro por qué muchos de los grupos están "inactivos". Sin embargo, una razón podría ser la falta de activación por parte de los elementos reguladores. El descubrimiento y la activación de esos grupos de genes silenciosos, que pueden dar lugar a la identificación y caracterización de nuevos medicamentos potenciales, son de suma importancia en tiempos de aumento del número de infecciones causadas por patógenos resistentes a los antibióticos.
"La ventaja del método que utilizamos es que nos permite activar las agrupaciones de genes de una manera relativamente sencilla pero dirigida. La mayoría de las demás estrategias para la activación de las agrupaciones de genes silenciosos son enfoques de activación no específicos, que requieren grandes esfuerzos analíticos, o son específicos de las agrupaciones de genes, lo que implica mucho trabajo de clonación". La profesora Yvonne Mast resume las ventajas de su enfoque de investigación.
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