La bacteria Streptomyces chartreusis es una bacteria productora de antibióticos que libera más metabolitos en el medio circundante de lo que los científicos suponían basándose en el análisis del genoma. Es probable que muchas de las sustancias se liberen para mediar las interacciones con su entorno. También pueden incluir moléculas que son de interéscomo agentes farmacéuticos potenciales. Un equipo encabezado por la Dra. Julia Bandow y Christoph Senges del grupo de investigación Applied Microbiology en la Ruhr-Universität Bochum analizó un amplio espectro de los productos metabólicos de la bacteria en diversas condiciones de cultivo.
Junto con colegas de Bielefeld y Charlottetown, Canadá, los investigadores de Bochum describen los resultados de su estudio en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias publicado el 20 de febrero de 2018.
Enorme capacidad para producir productos naturales
Bacterias de la especie Streptomyces produce aproximadamente el 70 por ciento de todos los antibióticos de origen natural utilizados en aplicaciones clínicas. El genoma de Streptomyces chartreusis contiene 128 grupos de genes, que se prevé que sean relevantes para la síntesis de productos naturales. "Este es un número razonable, pero el número de moléculas secretadas que detectamos superó nuestras expectativas", dice Julia Bandow.
Utilizando tres medios de cultivo con diferente composición para cultivar la bacteria, el equipo identificó 1,044 sustancias diferentes. Dependiendo de las condiciones circundantes, Streptomyces sintetizó diferentes productos naturales, algunos por ejemplo se produjeron solo en ausencia de hierro.
potencial farmacéutico
Los investigadores detectaron ocho desferrioxaminas previamente desconocidas, moléculas que son cruciales para la absorción bacteriana de hierro y que se usan terapéuticamente para tratar a pacientes que sufren una sobredosis de hierro o aluminio ". Esto muestra el potencial de detectar nuevas variantes de medicamentos conocidos", explica Julia Bandow. Los investigadores aún no conocen las estructuras de la mayoría de las otras sustancias. Esperan encontrar clases de sustancias completamente nuevas entre ellas". Según nuestros resultados, anticipamos que muchos aspectos de la química bacteriana, incluidas las estructuras químicas, farmacológicaspotencial y significado ecológico aún no se han descubierto ", agrega Bandow.
En el estudio, el equipo demostró que un grupo de genes biosintéticos es capaz de producir una gama completa de sustancias, en lugar de un solo producto. "Lo más probable es que este fenómeno refleje una adaptación del organismo a diferentes condiciones", dice ChristophSenges.
Combinando diferentes métodos
Los investigadores utilizaron espectrometría de masas de gama alta, llamada espectrometría de masas en tándem, para comparar la composición de las complejas mezclas de productos naturales secretados en los medios y detectar componentes individuales, algunos de los cuales están presentes solo en pequeñas cantidades. El mismo métodose empleó para predecir las estructuras químicas de nuevos compuestos. Según las predicciones, los compuestos fueron priorizados para la aclaración de la estructura mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear.
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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