Los microbiólogos de la Universidad de Groningen y sus colegas de Lituania han descubierto una nueva glicocina, un pequeño péptido antimicrobiano con un grupo de azúcar unido, que es producido por una bacteria termófila y es estable a temperaturas relativamente altas. También lograron transferir los genes necesarios para producir esta glicocina a una bacteria E. coli. Esto facilita la producción e investigación de este compuesto, que potencialmente podría utilizarse en la producción de biocombustibles. Estos hallazgos fueron publicados en Comunicaciones de la naturaleza el 7 de marzo.

El aumento de la resistencia a los antibióticos ha estimulado la búsqueda de nuevos antimicrobianos. Las bacteriocinas, toxinas peptídicas producidas por bacterias para inhibir el crecimiento en cepas bacterianas similares o relacionadas, son una posible alternativa a los antibióticos más tradicionales. Las bacteriocinas también serían útiles para proteger las fermentaciones a alta temperatura mediadas por bacterias termófilas. Pero esto requeriría el uso de bacteriocinas que sean estables a temperaturas más altas.

Misterio

"Por eso nos interesó descubrir que la bacteria termófila Aeribacillus palladius, aislado del suelo sobre un pozo de petróleo en Lituania, parecía producir un péptido antibacteriano, "dice el profesor de Biología Molecular de la Universidad de Groningen Oscar Kuipers. Hasta ahora, la purificación e identificación del compuesto no había tenido éxito. Por lo tanto, Doctor. El estudiante Arnoldas Kaunietis de la Universidad de Vilnius pasó casi dos años en el laboratorio de Kuipers para resolver el misterio. Es el primer autor del nuevo artículo.

Al analizar la información genómica de las bacterias lituanas utilizando el software BAGEL4 desarrollado por Anne de Jong y Auke van Heel en el grupo de Kuipers, los investigadores descubrieron los genes responsables de la producción de la bacteriocina, y el producto génico final se denominó pallidocina. El software BAGEL4 busca grupos de genes con la capacidad potencial de producir nuevos antimicrobianos.

Azúcar

El antimicrobiano resultó ser una glicocina perteneciente a una clase de péptidos modificados postraduccionalmente. Esto significa que después de su producción, se añaden uno o más grupos funcionales al péptido. En el caso de las glicocinas, este grupo funcional es un azúcar. "Hasta ahora solo se conocían otras cinco glicocinas, "dice Kuipers.

Con el fin de facilitar una mayor investigación e ingeniería de este péptido, los genes responsables de la producción de pallidocina se transfirieron a la bacteria E. coli BL21 (DE3). "La expresión de los genes funcionó bien, que es un gran avance, ya que es difícil expresar un grupo completo de genes antimicrobianos a partir de una cepa bacteriana grampositiva directamente en una bacteria gramnegativa y obtener el producto secretado ".

Biocombustible

Después de aislar la palidocina, los científicos pudieron confirmar que es altamente termoestable y exhibe una actividad extremadamente fuerte contra bacterias termófilas específicas. Es más, mediante el uso de la secuencia de genes de biosíntesis de pallidocina en BAGEL4, Se descubrieron dos péptidos similares en dos cepas diferentes de bacterias Bacillus. Estos péptidos, llamado Hyp1 y Hyp2, también se expresaron con éxito en la cepa de E. coli. "Esto demuestra que el sistema de expresión funciona bien para varias glicocinas; es capaz de producirlas in vivo, "dice Kuipers.

La palidocina podría ser útil en fermentaciones a alta temperatura, que se utilizan para producir biocombustibles o componentes químicos. La temperatura más alta facilita la recuperación de productos volátiles como el etanol, pero también reduce el riesgo de contaminación con bacterias comunes. Sin embargo, Es posible la contaminación con bacterias termófilas. "Tanto la pallidocina como Hyp1 parecen ser activos contra las bacterias termófilas y algunas especies de Bacillus, ", dice Kuipers. Y podría haber más aplicaciones:" La contaminación por termófilos también es un problema en la industria alimentaria ".