Nuevos hallazgos sobre la regulación de la producción de antibióticos bacterianos
Los científicos ofrecen nuevos conocimientos sobre los procesos moleculares de los antibióticos que producen Streptomyces
Investigadores dirigidos por la Prof. Yvonne Mast del Instituto Leibniz DSZM - Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares en Braunschweig, Baja Sajonia, han logrado por primera vez descifrar parcialmente la autorregulación de la biosíntesis de la pristinamicina. Este antibiótico se utiliza como medicamento de emergencia contra las bacterias patógenas resistentes a los antibióticos. Los investigadores publicaron recientemente sus hallazgos en la renombrada revista Fronteras de la Microbiología.
Placa de agar con crecimiento de S. pristinaespiralis (DSM 40338)
DSMZ
La regulación de la producción de antibióticos en Streptomyces
El Streptomyces pristinaespiralis pertenece a Streptomyces, un grupo de bacterias que producen una serie de productos metabólicos, entre ellos diversos antibióticos. La producción de antibióticos en Streptomyces se rige por complejas redes de regulación que reaccionan con flexibilidad a las influencias externas, como los parámetros fisiológicos. Las llamadas γ-butyrolactonas (GBL) son importantes moléculas de señalización a este respecto. Se encuentran en la mayoría de las formas de Streptomyces, donde inician la producción de antibióticos en forma de una especie de hormona microbiana en el contexto de la detección de quórum. En el caso de la cepa productora de pristinamicina S. pristinaespiralis, no se conoce ni la estructura de la molécula de señalización ni su secuencia de genes codificantes. En el presente estudio, los investigadores dirigidos por la profesora Yvonne Mast pudieron demostrar por primera vez que un total de tres reguladores diferentes (SpbR, PapR3 y PapR5) actúan como receptores de GBL e influyen en la producción de pristinamicina al unirse a GBL. La microbióloga Yvonne Mast resume las principales conclusiones: "Aún no está claro si los tres receptores se unen a la misma molécula de señalización. Sin embargo, las simulaciones bioinformáticas sugieren que los receptores PapR3 se unen a una molécula estructuralmente diferente de los otros dos receptores".
Experimentos posteriores también permitieron a los autores identificar un gen (snbU) involucrado en la biosíntesis de la molécula de señalización de la pristinamicina-GBL - otra investigación primero. Además, los investigadores pudieron aumentar la producción de pristinamicina añadiendo externamente un GBL sintético. Las perspectivas son positivas, dice el Prof. Mast: "Nuestros datos contribuirán a una mejor comprensión de cómo se regula la biosíntesis de los antibióticos. El sistema de regulación de la pristinamicina ya se conoce relativamente bien y actúa como un sistema de modelización que nos da una comprensión más completa de la producción de antibióticos en Streptomyces. Y este mejor conocimiento sobre qué moléculas de señalización están involucradas en la regulación de la producción de antibióticos no sólo abre las posibilidades de optimizar la producción de antibióticos, sino también de activar los llamados grupos de genes silenciosos para detectar nuevos antibióticos".
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