En la lucha contra la enfermedad, muchas armas del arsenal medicinal han sido saqueadas de las propias bacterias. Usando la tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9, Los investigadores ahora han descubierto aún más tesoros potenciales escondidos en genes silenciosos.

Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Illinois y colegas de la Agencia para la Ciencia, Technology and Research en Singapur utilizó la tecnología CRISPR para activar la tecnología no expresada, o "silencioso, "agrupaciones de genes en Streptomyces, una clase común de bacterias que producen de forma natural muchos compuestos que ya se han utilizado como antibióticos, agentes anticancerígenos y otros fármacos. El estudio, dirigido por el profesor de ingeniería química y biomolecular Huimin Zhao, fue publicado en la revista Biología química de la naturaleza .

"En el pasado, Los investigadores acaban de analizar los productos naturales que fabrican las bacterias en el laboratorio para buscar nuevos medicamentos. ", Dijo Zhao." Pero una vez que se secuenciaron genomas bacterianos completos, nos dimos cuenta de que solo hemos descubierto una pequeña fracción de los productos naturales codificados en el genoma.

"La gran mayoría de los grupos de genes biosintéticos no se expresan en condiciones de laboratorio, o se expresan en niveles muy bajos. Por eso los llamamos silenciosos. Hay muchos medicamentos nuevos y nuevos conocimientos que esperan ser descubiertos a partir de estos grupos de genes silenciosos. Son tesoros verdaderamente escondidos ".

A la mía en busca de tesoros genómicos no descubiertos, Los investigadores utilizaron primero herramientas computacionales para identificar agrupaciones de genes biosintéticos silenciosos:pequeños grupos de genes implicados en la fabricación de productos químicos. Luego usaron la tecnología CRISPR para insertar una secuencia promotora fuerte antes de cada gen que querían activar. incitando a la célula a producir los productos naturales codificados por los grupos de genes.

"Esta es una dirección menos explorada con la tecnología CRISPR. La mayoría de las investigaciones relacionadas con CRISPR se enfocan en aplicaciones biomédicas, como tratar enfermedades genéticas, pero lo estamos usando para el descubrimiento de fármacos, "Dijo Zhao. Su laboratorio fue el primero en adaptar el sistema CRISPR para Streptomyces". En el pasado, era muy difícil activar o desactivar un gen específico en especies de Streptomyces. Con CRISPR, ahora podemos apuntar a casi cualquier gen con alta eficiencia ".

El equipo logró activar varios grupos de genes biosintéticos silenciosos. Para buscar candidatos a fármacos, cada producto necesita ser aislado y estudiado para determinar qué hace. Como demostración, los investigadores aislaron y determinaron la estructura de uno de los nuevos compuestos producidos a partir de un grupo de genes biosintéticos silenciosos, y descubrió que tiene una estructura fundamentalmente diferente de otras drogas derivadas de Streptomyces:un diamante potencial en bruto.

Zhao dijo que estos nuevos compuestos podrían conducir a nuevas clases de medicamentos que eluden la resistencia a los antibióticos o combatan el cáncer desde un ángulo diferente.

"La resistencia a los antimicrobianos es un desafío mundial. Queremos encontrar nuevos modos de acción, nuevas propiedades, para que podamos descubrir nuevas formas de atacar el cáncer o los patógenos. Queremos identificar nuevos andamios químicos que conduzcan a nuevos fármacos, en lugar de modificar los tipos de medicamentos existentes, " él dijo.