Con la extracción del ADN asociado a las bacterias de una muestra de suelo, investigadores unicentralistas trabajarán en la identificación de genes que servirían como antibióticos.
Juan Manuel Anzola, docente del Dpto. de Ingeniería Industrial lidera el proyecto “Identificación de clusters de genes bacterianos útiles en el aislamiento de productos naturales”. María Fernanda Quiceno, estudiante de la maestría en Bioingeniería y Nanotecnología, y Jeisson Alejandro Triana, estudiante de biología, también son parte del equipo investigador.
Este proyecto pretende estudiar la diversidad de Clústeres de genes asociados a la síntesis de metabolitos secundarios en bacterias, entre las cuáles se incluyen los antibióticos. La diversidad de bacterias en suelos es muy alta y los suelos colombianos pueden albergar bacterias cuyas funciones aún no han sido descubiertas.
Es de interés el estudio de estos genes directamente en el suelo, mediante métodos de secuenciación directa del material genético, en una disciplina llamada metagenómica.
Para esto se utilizarán métodos de biología molecular acoplados a métodos bioinformáticos para la caracterización de los genes y los posibles metabolitos (moléculas) que sean sintetizados.
De acuerdo con el investigador, “regiones cromosómicas enteras de genomas bacterianos serán secuenciadas por medio de tecnología Illumina” con el fin de recuperar los clústeres de genes asociados a las funciones de interés que deseamos identificar.
Asimismo, se realizarán ensamblajes bioinformáticos para recuperar la estructura genética de los clústeres, determinar su arquitectura y realizar predicciones sobre el tipo de metabolitos que probablemente sinteticen”.
Esta investigación es financiada por Colciencias y se encuentra en el desarrollo de su primera fase, el análisis de datos previo a la secuenciación.
Contexto
Los metabolitos secundarios producidos por bacterias han sido un reservorio muy importante de compuestos químicos de utilidad, entre los que se incluyen fármacos de diversa índole como antibióticos, medicamentos para el colesterol, inmunosupresores y anestésicos. Muchas de las rutas involucradas en la síntesis de estos metabolitos están relacionadas desde el punto de vista evolutivo y tienen genes en común entre ellas. Tal es el caso de los genes organizados en forma de clústeres, Bacterial Gene Clusters.
De acuerdo con el investigador, existe interés en identificar nuevos metabolitos que sirvan como alternativa al uso (y en ocasiones sobreuso) de antibióticos y que ha generado bacterias multirresistentes en los últimos años, cuyas infecciones son muy difíciles de tratar y que cada vez, con mayor frecuencia, ocasionan la muerte al paciente.
Impacto
El proyecto tiene el potencial de abrir una línea de colaboración directa entre ingeniería y ciencias biológicas, puesto que los metabolitos secundarios son de interés en farmacéutica y biotecnología. Su posible comercialización necesita de escalamiento, optimización de procesos y de una relación positiva costo-beneficio.
