Biólogos de la Universidad Estatal de Irkutsk, junto con colegas de la Universidad del Norte de Florida (EE. UU.), Estudiaron el metabolismo de las actinobacterias Baikal, grandes microorganismos capaces de sintetizar sustancias biológicamente activas. Resultó que carecen de genes para las enzimas comunes de este grupo, que son responsables de la producción de antibióticos. Esto significa que estos microorganismos luchan contra los microbios con la ayuda de otras proteínas y, posiblemente, compuestos aún desconocidos para la ciencia. El artículo fue publicado en Ecología microbiana acuática. Este trabajo fue apoyado por una subvención de la Russian Science Foundation.
Las actinobacterias son una clase de bacterias de gran tamaño y formas complejas que tienen la capacidad de destruir compuestos tóxicos que contaminan el medio ambiente. Son productores de productos metabólicos secundarios que no necesitan para su crecimiento y desarrollo, pero realizan algunas otras funciones. Entre estos compuestos se encuentran factores de crecimiento que estimulan diversos procesos celulares y feromonas para la "comunicación química". El hombre usa la propiedad de estas sustancias para suprimir el crecimiento de bacterias y hongos patógenos, y los usa en medicina. En este trabajo, los científicos estudiaron la formación de productos metabólicos secundarios en 24 cepas de actinobacterias aisladas de los depósitos del lago Baikal. Los científicos lo han comparado con procesos en organismos marinos y de agua dulce.
“Investigaciones anteriores han destacado la ecología y los patrones de distribución geográfica de las actinobacterias de los ecosistemas terrestres y marinos. Sin embargo, los representantes de esta clase de sedimentos de agua dulce todavía están insuficientemente estudiados”, dice Maxim Timofeev, director de proyecto de una subvención de la Russian Science Foundation, Doctor en Ciencias Biológicas, Director del Instituto de Investigación de Biología de la Universidad Estatal de Irkutsk. Se recuperaron muestras del fondo del lago a una profundidad de 200 metros. Para obtener colonias de actinobacterias, los sedimentos se colocaron en un medio nutriente, lo que permitió suprimir el crecimiento de otros microorganismos. Tres días después, se aisló el ADN de las colonias y, mediante métodos moleculares, se determinó si existían genes específicos para las actinobacterias; de esta manera, puede asegurarse de que las bacterias necesarias para la investigación hayan crecido. En este caso, y en el propio experimento, las cadenas de ADN se "multiplicaron"porque en la propia célula hay muy poco material para el análisis, y la copia artificial de la molécula resuelve el problema.
Los investigadores han prestado atención a los genes asociados con la síntesis de compuestos biológicamente activos. Descubrieron que las cepas aisladas de actinobacterias de Baikal carecen de los genes de las halogenasas dependientes de FAD. Estas enzimas utilizan la energía almacenada en FAD y son responsables de unirse a varias moléculas de halógeno como el cloro y el bromo. Como resultado, se obtienen antibióticos como tetraciclinas, cloranfenicol y otros. La mayoría de las halogenasas se encuentran en microorganismos marinos. El hecho de que estén ausentes en las actinobacterias de Baikal atestigua su adaptabilidad a la vida en aguas con bajo contenido de sal. Al mismo tiempo, se observó actividad biológica en el 75% de las cepas de actinobacterias aisladas durante el estudio. Esto significa que se manifestó a expensas de otras enzimas.
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“Las actinobacterias comunes pueden incorporar átomos de halógeno en las moléculas químicas que sintetizan. La falta de esta capacidad en las actinobacterias de Baikal es su diferencia única, que habla de la larga evolución de estas especies en un ambiente ultrafresco. Las peculiaridades de las actinobacterias de Baikal nos permiten hablar sobre su importante potencial para la producción de antibióticos y compuestos naturales desconocidos para la ciencia”, dice Maxim Timofeev.
Autor: Alexey Paevsky
