Los investigadores que trabajan en el campo de la biología sintética usan componentes que ocurren en la naturaleza y los combinan de una manera nueva. Así es como las bacterias adquieren funciones que antes no poseían. Esto ofrece un gran potencial para la biotecnología.
Las bacterias responden a la temperatura y a los productos metabólicos
Johanna Roßmanith y su supervisor doctoral, el Dr. Franz Narberhaus, de la Cátedra de Biología Microbiana, llevaron a cabo un estudio exitoso en el que controlaron el tipo de proteínas que una bacteria fabricaría y su comportamiento. Así es como han hecho que una bacteria nadeAntes tenía la capacidad de moverse. Los investigadores lo hicieron posible combinando varios módulos del ARN de la bacteria de una manera nueva.
En el estudio, que fue publicado en la revista Investigación de ácidos nucleicos , los biólogos utilizaron los denominados interruptores riboswitch, también llamados interruptores de ARN y termómetros de RNA. Los interruptores riboswitches detectan si hay un exceso de cierto producto metabólico en la célula, y regulan la biosíntesis o la ingesta de esa sustancia, si es necesario.
Los termómetros de ARN controlan varios procesos sensibles a la temperatura. Por ejemplo, una bacteria que encuentra su camino desde el agua contaminada al cuerpo humano nota la diferencia de temperatura. Como resultado, produce ciertos factores que conducen a una infección delanfitrión.
Mezcla y combinación de módulos
"Los módulos reguladores de ARN son atractivos para aplicaciones en biología sintética, porque detectan señales del ambiente directamente e instantáneamente activan o desactivan los genes posteriores", explica Johanna Roßmanith.
Una pregunta abierta era si dichos componentes que ocurren en la naturaleza se pueden combinar arbitrariamente como los ladrillos de Lego para desarrollar sensores novedosos. Para su tesis, la estudiante de doctorado utilizó varios riboswitches que acopló en serie a un termómetro de ARN.
Siguiendo una estrategia alternativa, integró la estructura del termómetro en el riboswitch. Ambos métodos resultaron en la creación de nuevos elementos funcionales que responden a una combinación de una señal química y una física, en este caso la temperatura.
Enseñando a las bacterias a nadar
Para hacer nadar las bacterias mencionadas anteriormente, los investigadores colocaron un gen responsable de la locomoción bacteriana bajo el control de los reguladores de ARN recientemente combinados. La combinación de señal correcta fue crucial para que el experimento tuviera éxito. El riboswitch requirió, por ejemplo, cierta sustancia química en combinación con una cierta temperatura.
Potencial en biotecnología
"Los interruptores de ARN no son tan modulares como los ladrillos en un kit modelo", admite Franz Narberhaus. "La Sra. Roßmanith tuvo que probar y optimizar muchas combinaciones antes de lograr bloques funcionales. Sin embargo, nuestros resultados muestran que los módulos de ARN tienen un gran potencial enbiotecnología para controlar procesos en células bacterianas de manera específica "
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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