Una nueva forma de aumentar la cantidad de antibióticos producidos por las bacterias podría mejorar su rendimiento, además, el método también podría ser valioso a la hora de ayudar a descubrir nuevos compuestos.
La investigación ha sido publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences y en ella han participado el profesor Mervyn Bibb y sus colaboradores, el doctor Takeshi Murakami y el profesor Charles Thompson, de la Universidad de British Columbia, junto con el doctor Koji Yanai, de un laboratorio farmacéutico japonés.
La mayoría de los antibióticos que conocemos hoy en día se producen de forma natural por un grupo de bacterias llamadas Streptomyces. para la producción comercial de estos antibióticos de uso clínico, es necesario aumentar su rendimiento. Típicamente, esto ha sido llevado a cabo mediante la inducción de mutaciones al azar y la detección de las cepas que muestran una mayor producción. Cuando la tecnología hubo avanzado lo suficiente los científicos observaron que, en algunos casos, el incremento en la producción se debió a copias repetidas de los genes necesarios para la producción de antibióticos.
En casi todos los casos, los genes necesarios para producir estos antibióticos se encuentran agrupados en el genoma bacteriano. En el estudio, llevado a cabo inicialmente en el Centro John Innes, el profesor Mervyn Bibb y su colaborador el doctor Koji Yanai, descubrieron 36 ejemplares de repetición de un grupo de genes en una cepa de Streptomyces que había sido repetidamente seleccionada para producir el antibiótico kanamicina.
'Esto nos sugiere que la amplificación controlada y estable de grupos de genes antibióticos podría ser posible y, que si lo fuera, sería una valiosa herramienta para la ingeniería de alto rendimiento comercial de las cepas de bacterias', afirma el profesor Bibb. Los investigadores, entonces, se dispusieron a identificar los componentes de Streptomyces responsables de crear los 36 grupos de repetición que produjeron una sobreproducción kanamicina. Estos consistían en dos secuencias de ADN que flanquean el grupo de genes, y una proteína, conocida como ZouA, que reconoce las dos secuencias y las replica.
Los investigadores han descrito un sistema para la amplificación de grupos de genes, fueron capaces de diseñar estos componentes y luego insertarlos en otra cepa de Streptomyces. Según los científicos el sistema va a funcionar igual de bien en muchas otras cepas.
El sistema también puede ayudar a descubrir nuevos antibióticos. Se ha logrado secuenciar un número de especies de Streptomyces, y muchas más esperan. Se han podido identificar otros grupos de genes dentro de estas secuencias con productos desconocidos.
Es probable que muchos de estos grupos produzcan antibióticos potencialmente nuevos, pero a un nivel indetectable, o sólo en determinadas condiciones ambientales. Utilizando el sistema de amplificación de genes identificado en el presente estudio, será posible ampliar estos grupos de genes crípticos, identificar sus productos y, posiblemente, descubrir nuevos antibióticos que luchen contra superbacterias resistentes.