Nuevo mecanismo molecular descubierto para la síntesis de antibióticos

Una de las tareas más tediosas y demandantes tanto de capital como de tiempo es la búsqueda y prueba de nuevos compuestos con potencial antibiótico, es decir, generar moléculas que se puedan usar en la clínica o en otros contextos para matar bacterias. Pese a que se conocen múltiples rutas enzimáticas por las cuales distintos organismos producen antibióticos de forma natural, por ejemplo bacterias u hongos, la forma cómo se orquestan y organizan genéticamente la redes de genes que son responsables de la producción de antibióticos sigue teniendo aspectos poco entendidos. Uno de los aspectos menos estudiados de los genes que son responsables en la producción de antibióticos en bacterias es cómo se regula la transcripción de estos genes, es decir, cómo se »leen» los genes para poder producir ARN mensajeros que codifican a las proteínas que participan en la producción de antibióticos. El descubrimiento hecho por la alianza del grupo de investigación de Paul Straight del Departamento de Bioquímica y Biofísica de la Universidad A&M de Texas (E.E.U.U.) con el grupo del Wade Winkler del Departamento de Biología Celular y Genética Molecular de la Universidad de Maryland (E.E.U.U.) pone en evidencia un nuevo mecanismo que expande el conocimiento sobre la anti-terminación de la transcripción de genes, es decir, cómo se evita que la ARN polimerasa deje de transcribir luego de encontrarse un terminador en un grupo de genes que se transcriben previamente. Tal como se conoce, los genes que están involucrados en la producción de antibióticos están normalmente agrupados en »operones» o conjuntos de genes que son transcriton consecutivamente y es aquí donde la anti-terminación juega un papel fundamental al permitir regular la forma en cómo se terminan de transcribir estos conjuntos de genes en relación a los que vienen por leer río abajo del genoma. Según el Dr. Straight en una entrevista a GEN news: »entender cómo se regula la transcripción coordinada de estos operones podría ser de gran ayuda en la búsqueda y producción de nuevos antibióticos producidos por bacterias». Los hallazgos de este estudio fueron publicados en la revista Nature Microbiology donde se describen dos resultados fundamentales. El primero es la identificación de una proteína, a la cual bautizaron como LoaP o »Proteína asociada a operones Largos» por sus acrónimo en inglés. Esta proteína se encuentra normalmente cerca de los conjuntos de genes que son responsables de la producción de antibióticos. Al entender este hallazgo, los científicos se dieron cuenta que LoaP regulaba la anti-terminación de estos genes y, por lo tanto, está regulando cuando se terminan de transcribir o si se transcriben en conjunto con otros grupos de genes. No es de extrañarse que entender cómo LoaP regula la anti-terminación de la transcripción de genes relacionados a la producción de antibióticos podría ser de gran ayuda para diseñar sistemas sintéticos en bacterias para producir antibióticos de forma industrial. Según la investigación, LoaP actúa de forma que evita que la ARN polimerasa deje de leer las bases de los genes que transcribe y se desacople del ADN, es decir, es una proteína anti-terminadora procesiva porque ayuda a la ARN polimerasa a seguir transcribiendo y evita que interactúe con secuencias terminadoras de transcripción. Este mecanismo de LoaP fue descubierto en la bacteria Bacillus amyloliquefaciens, la cual es ampliamente conocida por evitar que ciertos patógenos ataquen plantas. El segundo gran hallazgo de esta alianza científica fue identificar que la distribución filogenética de LoaP es bastante amplia dentro de los factores de transcripción y dentro de otros tipos de bacterias. Esto es de gran importancia porque quiere decir que los mecanismos de regulación de transcripción de genes relacionados con la producción de antibióticos en bacterias podría tener piezas en común, por lo que serían mucho más fáciles de analizar y optimizar en el futuro. La aplicación de estos hallazgos puede ser directa. La urgencia por encontrar métodos simples y eficientes para producir antibióticos es grande debido a que cada vez más se encuentran bacterias multiresistentes, por lo que aumentar la producción de antibióticos y descubrir nuevos antibióticos es primordial. Según Straight, se deben llenar los vacíos en el conocimiento sobre los mecanismos genéticos que afectan la producción de antibióticos en bacterias para poder establecer mejores métodos de producción que suplan las necesidades actuales y del futuro.   Fuente: Goodson y cols. Nature Microbiology (2017)  GEN News]]>