Estudio sobre diversidad química de bacterias obtiene galardón de la AMC

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados

Boletín de Prensa No. 44

• Tesis de Pablo Cruz-Morales, del Cinvestav, obtuvo el premio Weizmann en la categoría Ingeniería y Tecnología; la investigación ayudó a fundar la compañía Strainbiotech

Por sus aportaciones al análisis de la diversidad química microbiana, que facilita el hallazgo de nuevas moléculas de utilidad en las industrias farmacéutica y agropecuaria, la tesis de doctorado del investigador Pablo Cruz Morales obtuvo el Premio Weizmann 2015 de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

El científico de la Unidad de Genómica Avanzada del Cinvestav en Irapuato es autor de la tesis titulada “Genómica funcional evolutiva del metabolismo de bacterias Streptomyces”, que fue premiada en la categoría de Ingeniería y Tecnología del galardón, que es otorgado a investigadores menores de 35 años.

Con este trabajo, dirigido por Francisco Barona Gómez, Cruz Morales pretende entender la estructura química y las funciones de diferentes tipos de moléculas que son producidas por ese género de bacterias. Estas son muy abundantes en los suelos de todos los ecosistemas y poseen una capacidad química extraordinaria . Esto es importante no sólo por su aportación a la ciencia básica, sino porque dichas moléculas forman compuestos que pueden usarse como antibióticos, antiparasitarios, inmunosupresores, insecticidas o herbicidas.

“Lo que hago es estudiar la evolución de estas moléculas en el contexto natural”, explica el científico del Laboratorio de Evolución de la Diversidad Metabólica de la UGA.

“De estas moléculas hay que entender para qué le sirven a las bacterias que las producen y cómo pequeñas diferencias en las estructuras químicas de estos compuestos llevan a diferentes funciones biológicas”, agrega.

Regularmente el descubrimiento de nuevos fármacos se realiza en forma azarosa, mediante una técnica denominada screening, que consiste en probar un gran número de extractos bacterianos para determinar su utilidad, por ejemplo, para evitar el crecimiento de un patógeno o células cancerosas. Pero con el advenimiento de los métodos de análisis genómico (que abarcan el conjunto de información genética), ahora es posible realizar estos estudios en forma más precisa y en menor tiempo.

“Ahora es posible deducir la capacidad metabólica de una bacteria; es decir, las estructuras químicas de lo que puede producir, solamente secuenciando su genoma y analizando su información genética. Y esto puede hacerse en grandes colecciones de bacterias”, precisa el experto del Cinvestav.

Este conocimiento, fundado ya no en un proceso aleatorio de ensayo y error, sino en el análisis genómico, puede aplicarse para mejorar el diseño natural, forjado durante miles de millones de años de evolución, de compuestos con actividad biológica de interés.

Un ejemplo, dice el galardonado científico, es el desarrollo de antibióticos de segunda o tercera generación como el ceftriaxona (que “evaden” la resistencia de las bacterias), cuyo diseño fue inspirado en la estructura de moléculas de origen natural producidas por hongos o bacterias, que luego fueron modificadas mediante síntesis química en el laboratorio.

“La idea es entender esa diversidad química y tratar de predecir hacia qué dirección va para mejorar el proceso de descubrimiento. Con esto podemos generar antibióticos de nueva generación que ya se han probando en la naturaleza y han sido eficaces por millones de años (los seres humanos hemos usado antibióticos sólo por unos 80 años), además de encontrar moléculas completamente nuevas”, dice el doctor en Biotecnología de Plantas.

Basados en este tipo de análisis, para el que utilizan secuenciadores de ADN y equipos de cómputo y de química analítica, Cruz-Morales y el equipo de Francisco Barona identificaron en las bacterias una clase de compuestos llamados arseno-orgánicos, cuyo origen fue un enigma desde hace décadas..

Esta experiencia le ayudó a fundar, junto con un grupo de jóvenes científicos mexicanos, una compañía llamada strainbiotech (www.strainbiotech.com), con la cual buscan desarrollar a partir de estas novedosas moléculas productos de alto valor para resolver problemas relacionados con la salud y las industrias agrícola y alimentaria.

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