Grandes genes silenciosos permiten que bacterias produzcan nuevas moléculas: estudio


Grandes genes silenciosos permiten que bacterias produzcan nuevas moléculas: estudio

Al atraer a los represores que humedecen los genes silenciosos no expresados en la bacteria Streptomyces, investigadores de la Universidad de Illinois (UI) han desbloqueado varios grupos de genes grandes para nuevos productos naturales.

Los investigadores demostraron previamente una técnica para activar pequeños grupos de genes silenciosos utilizando la tecnología CRISPR. Sin embargo, los grandes grupos de genes silenciosos han permanecido difíciles de silenciar.

Para desbloquear los grandes grupos de genes de mayor interés, los investigadores de la interfaz de usuario crearon clones de los fragmentos de ADN que querían expresar y los inyectaron en la bacteria con la esperanza de atraer las moléculas represoras que impedían la expresión de genes. Llamaron a estos clones señuelos de transcripción factor.

Para probar que las moléculas que codificaban se expresaban, los investigadores probaron el método de señuelo primero en dos grupos de genes conocidos que sintetizan productos naturales. A continuación, crearon señuelos para ocho grupos de genes silenciosos que no habían sido explorados previamente. En las bacterias inyectadas con los señuelos, se expresaron los genes silenciosos y los investigadores recolectaron nuevos productos.

“Vimos que el método funciona bien para estos grandes grupos que son difíciles de atacar con otros métodos”, dijo el líder del estudio y profesor de ingeniería química y biomolecular Huimin Zhao. “También tiene la ventaja de que no altera el genoma; simplemente está alejando a los represores. Luego, los genes se expresan de forma natural a partir del ADN nativo”.

En la búsqueda de candidatos a fármacos, cada producto debe aislarse y luego estudiarse para determinar qué hace. De las ocho nuevas moléculas producidas, los investigadores purificaron y determinaron la estructura de dos moléculas y describieron una en detalle en el estudio: un nuevo tipo de oxazol, una clase de moléculas que se usan a menudo en los medicamentos.

Los investigadores planean a continuación caracterizar el resto de los ocho compuestos y realizar varios ensayos para determinar si tienen alguna actividad antimicrobiana, antimicótica, anticáncer u otra actividad biológica.

Dado que muchos antibióticos, agentes anticancerígenos y otros medicamentos se han derivado de genes fácilmente expresados en Streptomyces, los investigadores esperan que los genes que no se han silenciado previamente en el laboratorio den lugar a candidatos adicionales en la búsqueda de nuevos medicamentos antimicrobianos.

En el siguiente paso, los investigadores planean aplicar la técnica de señuelo para explorar grupos de genes biosintéticos más silenciosos de interés en Streptomyces y en otras bacterias y hongos para encontrar más productos naturales sin descubrir.

El estudio ha sido publicado en la revista Nature Chemical Biology



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