El ácido esclerico se ha descubierto mediante la captura e ingeniería de un fragmento de ADN de la bacteria del suelo Streptomyces sclerotialus, y podría ayudar a combatir las infecciones bacterianas, según investigadores de la Facultad de Ciencias de la Vida y el Departamento de Química, Universidad de Warwick.

Un equipo liderado por el Dr. Christophe Corre y la Dra. Manuela Tosin ha publicado en Ciencia química la caracterización de un nuevo producto natural bioactivo cuyos derivados podrían utilizarse como antibióticos y ayudar a combatir infecciones.

La nueva molécula se cifró en un grupo silencioso de genes en la bacteria del suelo Streptomyces sclerotialus (aislada en Pune, India) y se descubrió activando una vía que de otro modo sería silenciosa mediante una combinación de análisis bioinformáticos. Instrumentación de química analítica y edición de genes CRISPR / Cas9.

Las herramientas bioinformáticas permiten identificar proteínas codificadas en secuencias de ADN y predecir el papel que pueden desempeñar. En la mayoría de los estudios destinados a descubrir nuevos productos naturales, los investigadores buscan enzimas conservadas con homología con las maquinarias biosintéticas conocidas. En este estudio, Se seleccionaron elementos reguladores conservados asociados con genes biosintéticos. Un enfoque que se espera conduzca al descubrimiento de productos naturales ensamblados por tipos de biocatalizadores verdaderamente novedosos.

El estudio reveló una clase estructuralmente nueva de producto natural, pero también nuevas enzimas biosintéticas que catalizan reacciones de condensación únicas entre los componentes básicos que componen el ácido esclerico. Estas enzimas pueden encontrar aplicaciones futuras como biocatalizadores para la fabricación de productos químicos de alto valor.

La expresión y manipulación del grupo de genes de interés se llevó a cabo en un organismo secundario utilizando tecnología de edición de genes basada en CRISPR / Cas9, rápida y eficiente. Esto significa que no es necesario optimizar un protocolo para la ingeniería de las especies bacterianas de interés, y este enfoque puede extenderse para explotar grupos de genes identificados en bacterias genéticamente intratables o incluso en metagenomas (material genético recuperado directamente de muestras ambientales).

El enfoque de diseñar vías genéticamente silenciosas que se cree que las bacterias utilizan "normalmente" para superar a otros microorganismos podría resultar en el descubrimiento de una amplia variedad de compuestos antimicrobianos novedosos, que podrían ayudar a resolver la crisis de resistencia a los antibióticos.

Luego, los investigadores probaron los posibles poderes antibióticos del ácido esclerico y encontraron que mostraba una actividad antibacteriana moderada contra Mycobacterium tuberculosis (H37Rv), exhibiendo una inhibición del 32% sobre el crecimiento de esta cepa. El ácido esclerico también mostró actividad inhibidora sobre la enzima metabólica nicotinamida N-metiltransferasa (NNMT) asociada al cáncer.

El Dr. Christophe Corre, que forma parte del Centro de Biología Sintética Integrativa de Warwick, comentó:

"Durante la ultima decada, una combinación de avances tecnológicos, en particular en la secuenciación de ADN, desarrollo de herramientas bioinformáticas, ingeniería genética microbiana y química analítica, realmente ha cambiado el juego. Se han desarrollado nuevas estrategias para explotar los genomas de las bacterias y acceder a una gran fuente sin explotar de moléculas novedosas con potencial terapéutico. en particular para tratar enfermedades infecciosas.

Usando biología sintética, Nuestro estudio ha demostrado que romper bloqueos a nivel transcripcional desencadena la producción de sustancias bioactivas verdaderamente novedosas. El próximo cambio de juego será la implementación exitosa de la automatización y la robótica para caracterizar los miles de productos naturales que permanecen encriptados a nivel de ADN ".