El estudio de las bacterias es fundamental para el avance en la medicina, la protección del medio ambiente, la mejora de la producción industrial y agrícola, y el enriquecimiento del conocimiento básico en biología y ecología. Estos microorganismos desempeñan roles cruciales en la salud humana y medioambiental, la industria, la agricultura y la investigación científica. Comprender y conocer estos roles permite aprovechar sus beneficios y mitigar sus riesgos de manera más efectiva.
Sistema mejorado de mutagénesis para la manipulación genética de la bacteria «Sphingopyxis granuli» TFA de interés medioambiental. Fuente: Madri+d
En este contexto, el grupo de investigación ‘Mecanismos reguladores de la expresión génica en bacterias degradadoras de contaminantes’ ha desarrollado una nueva herramienta genética para investigar y modificar el genoma de bacterias de la familia Sphingomonadaceae, específicamente de Sphingopyxis granuli TFA. Esta bacteria es conocida por su capacidad para degradar compuestos tóxicos y contaminantes, lo que la hace de gran interés en el ámbito de la biorremediación.
El trabajo de este equipo científico, que se lleva a cabo en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto de la Universidad Pablo de Olavide, CSIC y Junta de Andalucía), ha sido publicado en la revista Access Microbiology de la Microbiology Society.
“A diferencia de bacterias modelo como Escherichia coli, los métodos tradicionales de manipulación genética no suelen ser tan efectivos en estas bacterias no modelo y, a veces, no funcionan en absoluto. Esto ha limitado el desarrollo de su potencial de biorremediación, ya que solo se pueden utilizar un número limitado de herramientas genéticas para investigar y modificar su genoma”, explica Francisca Reyes Ramírez, profesora del Departamento de Biología Molecular e Ingeniería Bioquímica de la Universidad Pablo de Olavide y líder del grupo de investigación.
Debido a la alta frecuencia de aparición de mutantes espontáneos resistentes a muchos antibióticos tradicionalmente utilizados en los laboratorios para seleccionar mutantes, y considerando que la mayoría de las Sphingomonadaceae son naturalmente resistentes a la estreptomicina, una de las características más significativas del método desarrollado por el equipo del CABD es la incorporación de un alelo del gen rpsL que confiere sensibilidad a la estreptomicina. Así, cuando el ADN exógeno que contiene este alelo y un gen de resistencia a otro antibiótico se integra en el cromosoma de la bacteria, se pueden identificar los verdaderos recombinantes por su sensibilidad a la estreptomicina. Esto reduce considerablemente el número de candidatos que es necesario comprobar por PCR, ya que los verdaderos recombinantes son los que muestran sensibilidad a la estreptomicina.
Esta mejora en el sistema de mutagénesis reduce significativamente el tiempo necesario para generar un mutante en Sphingopyxis granuli TFA y avanzar en el estudio de sus características como bacteria de interés medioambiental.
Además, esta innovación abre la posibilidad de utilizar este sistema en otras bacterias de la familia Sphingomonadaceae, permitiendo a otros grupos de investigación obtener mutantes de manera más rápida y eficiente, lo que es de gran utilidad para la comunidad científica que trabaja con estas bacterias no modelo.
Fuente: Madri+d
Referencia bibliográfica: Inmaculada García-Romero, Rubén de Dios, Francisca Reyes-Ramírez (2024). An improved genome editing system for Sphingomonadaceae. Microbiology Society. https://doi.org/10.1099/acmi.0.000755.v3
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