Secretos ocultos de la ruta del MEP abren una nueva vía para la producción de isoprenoide
Los isoprenoides pueden encontrarse prácticamente en todas partes en la naturaleza y en los productos industriales, dado que son un componente fundamental de una amplia variedad de productos entre los que se incluyen los fármacos, las fragancias y los biocarburantes. Pese a su amplia disponibilidad, resulta muy difícil extraer los isoprenoides de las plantas, su principal fuente natural. Actualmente, para obtener isoprenoides aprovechables es necesario utilizar un proceso de síntesis química muy caro y nocivo para el medio ambiente. Sin embargo, es posible que esta situación cambie gracias al proyecto financiado con fondos europeos BioHelp. El proyecto BioHelp, que se puso en marcha en 2014, toma como base el descubrimiento a principios de los años 1990 de la ruta del MEP, una compleja ruta metabólica que es responsable de la producción de los componentes esenciales que se utilizan de forma universal para producir todos los isoprenoides. El proyecto tenía como finalidad descubrir los mecanismos que controlan cada paso de esta ruta en las bacterias con el objetivo de crear biorrefinerías donde se puedan producir isoprenoides a escala industrial. «Antes de BioHelp, la mayor parte de la investigación se basaba en estudios "in vitro" o se realizaba de forma aislada respecto al contexto de toda la ruta y/o de la célula completa. Esta es la primera vez que la ruta del MEP se ha estudiado desde una perspectiva más amplia para obtener parámetros cinéticos "in vivo" de toda la vía», explica el Dr. Jordi Pérez Gil. El proyecto ha contado con la participación de dos equipos: el Centro de Investigación Agrigenómica (CRAG) de España y la Universidad de Queensland (Australia), los cuales han trabajado bajo la coordinación del Dr. Manuel Rodríguez Concepción (CRAG). Los equipos combinaron la producción de diversas cepas bacterianas, incluidas versiones modificadas de la ruta del MEP, con diversas técnicas analíticas avanzadas. El objetivo era caracterizarlas y utilizar estos valiosos datos para definir un enfoque de modelado «in silico» innovador y adaptativo. «Todavía no se ha publicado la mayor parte de los resultados, pero un aspecto destacado es que hemos logrado generar un modelo para los cinco primeros pasos de la ruta del MEP. Hemos identificado nuevos mecanismos reguladores específicos que controlan esta ruta, caracterizado propiedades nuevas y pertinentes de una de las enzimas de la ruta, y definido una imagen mucho más amplia de su regulación global. También hemos establecido las bases de un sistema sintético para exportar isoprenoides específicos (carotenoides) a partir de biofactorías bacterianas. Esto último abre nuevas líneas de investigación sobre los aspectos fundamentales del transporte de los carotenoides y su acumulación en las plantas», explica el Dr. Pérez Gil. En cuanto a los antibióticos, los equipos del proyecto se han centrado en una nueva enzima de la ruta del MEP que solamente está presente en unos pocos microorganismos patógenos. Esta investigación abre una nueva vía para el desarrollo de antibióticos, la cual resulta muy necesaria en el contexto actual de una creciente resistencia a los antibióticos. «El uso de antibióticos contra enzimas específicas podría convertirse en un método más habitual durante los próximos años. Gracias a nuestro descubrimiento, podríamos crear antibióticos nuevos para el tratamiento de enfermedades muy prevalentes en los países del Tercer Mundo. Podríamos establecer una nueva generación de antibióticos que actúen contra patógenos específicos que contienen la enzima recién descubierta a la vez que se evitan los daños a la microbiota beneficiosa. Podríamos incluso tratar "Brucella abortus", un patógeno que afecta al ganado y que causa grandes pérdidas económicas en la Unión Europea», destaca el Dr. Pérez Gil, que espera que el proyecto ayude en un futuro próximo a poner en práctica un nuevo paradigma industrial basado en la biotecnología y tiene previsto continuar con su trabajo basado en los resultados del proyecto BioHelp y en otros desarrollos recientes en este campo.
Palabras clave
BioHelp, isoprenoides, ruta del MEP, resistencia a los antibióticos, antibióticos, plantas
