Un estudio publicado en la revista científica Microbiology Spectrum revela el papel de los plásmidos de todo tipo de bacterias (parte del ADN de estos microorganismos) en la producción de sustancias conocidas como metabolitos especializados. Estos compuestos tienen una gran importancia como antibióticos o en la relación de las plantas con su entorno. El trabajo, realizado por un investigador del Grupo de Interacciones Microbianas de la Unidad de Excelencia de Producción Agrícola y Medio Ambiente AGRIENVIRONMENT (Instituto de Investigación en Agrobiotecnología, CIALE, de la Universidad de Salamanca), es de gran interés porque los plásmidos se transfieren entre bacterias. Por lo tanto, estos datos tienen un enorme potencial para comprender mejor la ecología bacteriana o para desarrollar aplicaciones biotecnológicas.

Los plásmidos están separados del ADN cromosómico y pocas veces se tienen en cuenta en ecología microbiana. “Al estudiar los genomas, se suele poner el foco en los cromosomas y solo se tienen en cuenta los plásmidos al analizar genes de resistencia a antibióticos”, explica Zaki Saati Santamaría, autor del trabajo, en declaraciones a DiCYT. Sin embargo, “en este artículo los analizo a gran escala para conocer sus funciones y sobre todo el papel de los metabolitos especializados que generan”, añade.

Los metabolitos especializados se conocían hasta hace poco como metabolitos secundarios. Así se diferenciaban de los metabolitos primarios, los esenciales para el crecimiento. Sin embargo, a medida que avanza el conocimiento va quedando claro que los secundarios también tienen una enorme importancia, puesto que “son muy necesarios para los microorganismos desde el punto de vista ecológico para relacionarse con el nicho en el que se encuentran, por ejemplo, los suelos, para competir con otros microbios o para comunicarse. Por eso ahora se llaman especializados, ya que tienen funciones concretas importantes”, explica el investigador.

La investigación se llevó a cabo con programas bioinformáticos a partir de bases de datos que contenían secuencias de ADN ya publicadas. Estas herramientas “te permiten procesar miles de plásmidos”, comenta, así que “realicé anotaciones, es decir, le asigné funciones a los genes para determinar cuáles estaban relacionados con la producción de metabolitos especializados”. En total, el análisis abarcó 9.000 plásmidos de bacterias muy distintas entre sí. Hasta ahora no se conocía que los plásmidos tuvieran un papel relevante en la producción de los metabolitos especializados. Más allá de casos concretos, nunca se había realizado un estudio global como este.

Entre los microorganismos con mayor producción de metabolitos especializados a partir de los plásmidos están las enterobacterias, un grupo que incluye a muchos patógenos humanos (como Salmonella o E. coli). También destacan los rizobios, que son bacterias que se asocian a las raíces de las plantas. Por eso, este estudio resulta de gran interés para diversos campos, desde la salud a la agricultura.

“El hecho de que este tipo de genes estén codificados en plásmidos es muy útil porque se puede trabajar fácilmente con ellos, transfiriéndolos de unas bacterias a otras para producir metabolitos que todavía no hayan sido descritos o para buscar qué funciones tienen y descubrir antibióticos o nuevos compuestos biomédicos, por ejemplo, anticancerígenos”, explica el autor. Con estos datos se podría llegar a comprender mejor que la salud y la enfermedad no dependen solo de bacterias patógenas concretas que afectan al cuerpo humano, sino de las interacciones de toda la microbiota. Dado que en las bacterias se produce de forma natural la transferencia de genes, este estudio también puede servir de base para analizar la ecología de los microorganismos.

Aunque se trata de un trabajo de ciencia básica, los resultados podrían dar paso también a nuevos trabajos en el ámbito de la agricultura, por ejemplo, para el control biológico de plagas. “La inserción de plásmidos con acción antimicrobiana podría inhibir el crecimiento de hongos patógenos”, pone como ejemplo Zaki Saati Santamaría. Una vez publicado, el estudio está a disposición de cualquier científico que pretenda seguir indagando en estas cuestiones.