Actividad génica de las bacterias bajo luz roja
Los resultados abren interesantes posibilidades en la aplicación biotecnológica de las bacterias
Investigadores de la Universidad de Bayreuth han modificado la sensibilidad de los sistemas bacterianos de control de la actividad génica a la luz roja y reprogramado su respuesta molecular al estímulo luminoso. Los resultados abren interesantes posibilidades en la aplicación biotecnológica de las bacterias.
Las bacterias deben adaptarse constantemente a señales externas cambiantes como la temperatura, el valor del pH o la luz. A nivel molecular, estas adaptaciones suelen realizarse añadiendo o separando grupos fosfato. En muchas bacterias, un sistema de dos componentes formado por una enzima sensible a la luz y un regulador suele ser el responsable de estos procesos. En algunos sistemas, la enzima separa los grupos fosfato del regulador bajo la luz roja; en la oscuridad, la enzima añade grupos fosfato al regulador. A continuación, el regulador desencadena otros procesos moleculares en la bacteria, como un cambio en la actividad génica, que puede utilizarse para producir casi cualquier proteína. Investigadores de la Universidad de Bayreuth han modificado un sistema bacteriano de dos componentes y han demostrado así que los sistemas bacterianos pueden reprogramarse específicamente en su respuesta fisiológica a estímulos externos. La publicación se ha publicado recientemente en Nature Communications.
Para su sistema modelo, Stefanie Meier, estudiante de doctorado del grupo de trabajo de Fotobioquímica, y el Prof. Dr. Andreas Möglich, jefe del grupo de trabajo, sustituyeron la unidad sensible a la luz del sistema de dos componentes por otra. De este modo, el sistema de dos componentes era diez veces más sensible a la luz roja que la variante original.
Los investigadores hallaron la razón de la mayor sensibilidad a la luz en la actividad alterada de los grupos fosfato: En el sistema de dos componentes modificado, los grupos fosfato se separaban más rápidamente bajo la luz roja que en el sistema original. Esto significa que el sistema se inactiva incluso a bajas intensidades de luz roja.
Los investigadores también modificaron la longitud de la conexión (el "enlazador") entre la unidad sensible a la luz y el resto de la enzima. Comprobaron que los sistemas con enlazadores modificados presentaban propiedades de regulación de la luz y respuesta a las señales a nivel genético que contrastaban con las de los sistemas originales.
En opinión de los investigadores, las variantes resultantes con mayor sensibilidad y actividad reprogramada sirven como herramientas novedosas para aplicaciones en biología sintética y biotecnología. "Los resultados obtenidos con este sistema modelo tienen relevancia general para innumerables sistemas de este tipo, que regulan importantes respuestas bacterianas como el desarrollo, el movimiento y la infectividad. Además, estamos creando sistemas que pueden utilizarse directamente en biotecnología, que permiten activar la producción de cualquier proteína mediante luz roja", afirma Möglich.
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