Procesos biotecnológicos relacionados con las bacterias

El proyecto combina distintos saberes en materia de biología sintética, biología de sistemas y modelización matemática para convertir esta tecnología en aplicaciones comerciales / Pixabay

Facilitar la identificación de grupos de genes gracias a minería de datos

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Un servidor web actualizado mejorará el análisis de material genético. Esta capacidad permitirá optimizar bacterias con las que producir a escala industrial nuevos antibióticos, vitaminas y compuestos relacionados con la alimentación.

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Cordis / Los RiPP (péptidos de síntesis ribosomal con modificaciones postraduccionales), un grupo variado de moléculas bacterianas biológicamente activas, han despertado mucho interés gracias a su enorme potencial terapéutico. Si bien poco conocidas, las bacteriológicas, pertenecientes a esta clase de moléculas, se han utilizado con profusión en la industria de la alimentación desde hace varios decenios. La nisina, por ejemplo, es una bacteriocina con propiedades antimicrobianas que se usa como bioconservante en productos lácteos, alimentos enlatados y carnes curadas y que de unos años a esta parte ha ampliado sus aplicaciones al ámbito biomédico.

Los servidores web dedicados a la minería podrían utilizarse para «señalar el origen genético de la actividad antimicrobiana observada y de este modo identificar la estructura química asociada»

Para facilitar la investigación sobre RiPP y bacteriocinas, un equipo de científicos financiados en parte por el proyecto europeo Rafts4Biotech presentó la versión más actualizada de una herramienta web denominada BAGEL. El equipo publicó recientemente las características del servidor web BAGEL4 en la revista «Nucleic Acids Research». Tal y como se explica en el artículo, los servidores web dedicados a la minería podrían utilizarse para «señalar el origen genético de la actividad antimicrobiana observada y de este modo identificar la estructura química asociada». Para esta labor se emplean algoritmos y técnicas de minería de datos con los que extraer información directamente de la web.

Los investigadores indicaron que BAGEL4 es un servidor web «que permite a los usuarios identificar y visualizar grupos de genes en ADN de procariotas que participan en la biosíntesis de RiPP y bacteriocinas (no modificadas)». Esta información también podría ampliarse a datos de secuenciación de ácidos ribonucleicos. «BAGEL4 se ha actualizado y ampliado con características nuevas; es más fácil de utilizar y permite realizar labores de minería de datos con bacteriocinas y RiPP de forma más fiable, rápida y cómoda».

Rafts4Biotech se creó para superar varios de los retos que se plantean en el campo de los procesos biotecnológicos relacionados con las bacterias. Tal y como se explica en el sitio web del proyecto, «el rendimiento de estos microorganismos en condiciones industriales exigentes está limitado por la toxicidad de algunos compuestos y las interacciones metabólicas complejas que se producen en las células bacterianas».

La estrategia de Rafts4Biotech se basa en «confinar la producción de estos compuestos a zonas especializadas de la membrana de los microbios llamadas balsas lipídicas. Estas regiones recientemente descubiertas presentan un entorno ideal en el que evitar interferencias con el metabolismo bacteriano y su viabilidad, elevando así su productividad».

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 Nueva generación de antibióticos eficaces

Uno de los estudios prácticos realizados en el proyecto se dedica a la producción de una generación nueva de antibióticos eficaces con los que combatir infecciones resistentes. «Rafts4Biotech utilizará tecnología de balsas en el desarrollo de antimicrobianos de elevado valor añadido que por lo general no es posible producir debido a su toxicidad». La misma tecnología se aplicará también a la producción de ß-caroteno y vitaminas A y B para sustituir la producción basada en productos químicos por otra basada en bioprocesos sostenibles que precisan menos temperatura y energía. Otro estudio práctico tratará sobre el control y la eliminación en alimentos y agua potable de contaminantes como el tricloropropano, un disolvente industrial utilizado como agente limpiador y desengrasante.

Uno de los estudios prácticos realizados en el proyecto se dedica a la producción de una generación nueva de antibióticos eficaces con los que combatir infecciones resistentes

En una entrevista publicada en el sitio web de Rafts4Biotech, Daniel López, coordinador del proyecto, explica las balsas lipídicas con más detalle: «Todas las membranas celulares están compuestas de lípidos que se combinan en función de sus propiedades fisicoquímicas. Como el aceite y el agua no se mezclan, ciertos lípidos se mantienen unidos formando gotículas o dominios. Estos grupos de lípidos se unen a proteínas de membrana que condicionan su función». Esta estructura de membrana especializada se conoce como balsa lipídica. «Las proteínas en una membrana son como el motor de un coche, precisan del aceite adecuado para funcionar, y los lípidos en la membrana son precisamente como este aceite, y garantiza que las proteínas que agrupan funcionan adecuadamente».

El proyecto Rafts4Biotech (Synthetic bacterial lipid rafts to optimize industrial bioprocesses) combina distintos saberes en materia de biología sintética, biología de sistemas y modelización matemática para convertir esta tecnología en aplicaciones comerciales.

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Fuente: 

Basado en información del proyecto y en artículos aparecidos en medios de comunicación

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