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Un grupo de investigadores del Instituto de Biotecnología de León (Inbiotec) acaba de lograr identificar y caracterizar el conjunto de proteínas que están presentes en el hongo Penicillium chrysogenum, el principal hongo del que se obtiene la penicilina. El trabajo científico es una continuación de la secuenciación del genoma, publicado por este mismo centro en 2008.
La importancia del trabajo la muestra especialmente el lugar donde ha salido publicado el estudio esta semana: en Nature Biotechnology, "la publicación científica con el factor de impacto más alto en el campo de la biotecnología", explica Juan Francisco Martín, coautor del trabajo y director del Inbiotec.
El trabajo científico ha consistido en la realización de un "mapa del conjunto de las proteínas" del hongo Penicillium chrysogenum, explica Martín. Para ello, se ha empleado una herramienta tecnológica innovadora, la proteómica, con la que se analizan las modificaciones proteicas producidas durante los programas industriales de mejora de cepas microbianas. Este instrumental, disponible en el servicio de Proteómica del instituto, "es muy sofisticado y caro", subraya el director.
A través del mapa se ha podido saber que el hongo dispone de 980 proteínas depurables, que ahora se convierten en dianas para futuras investigaciones para mejorar la capacidad productiva de las cepas. Martín estima que el ser humano posee cerca de 2.000. "Hasta ahora, la industria realizaba ensayos sin saber por qué se podrían producir mejoras en la producción de la penicilina, ahora, con la caracterización del proteoma, ya sabemos dónde se pueden realizar los cambios", explica Carlos Barreiro.
La investigación ha proporcionado más información a los científicos. En este trabajo también se concluye que el incremento en la producción de penicilina en las cepas de alto rendimiento es una consecuencia de complejas reorganizaciones metabólicas, lo que sienta las bases para que las industrias productoras de antibióticos puedan desarrollar cepas mejoradas de este hongo para la fabricación de productos bioactivos.
La "huella dactilar" de cada proteína
El mapa en dos dimensiones permitió situar en un cuadro bidimensional cada proteína. Después, "pinchando" sobre cada una, los investigadores iban trabajando separadamente con ellas. Para la consecución del proteoma de Penicillium chrysogenum los científicos tuvieron que fragmentar cada una de las proteínas identificadas por medio de una enzima que las cortaba en péptidos.
"Conseguíamos así una especie de huella dactilar de cada proteína", diferenciándolas del resto. Esta técnica "de vanguardia" sólo es empleada por el Inbiotec en Castilla y León y en toda España hay pocos centros más que dispongan de ella, "algunos institutos del CSIC", referencia Martín.
Es la primera vez que se caracteriza el proteoma de una especie del género Penicillium, que contiene entre 100 y 150 miembros, algunos con propiedades interesantes para el ser humano y otros tóxicos. En la misma familia ya se había conseguido en la especie Aspergilus fumigatus, un hongo que causa enfermedad en pacientes inmunodeprimidos.
Esta investigación "sienta las bases" para profundizar en la consecución de cepas superproductoras. En concreto, Juan Francisco Martín avanza que una de las líneas se centrará en "una toxina" relacionada con Penicillium, de la que pretende obtener resultados en un año.
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El equipo investigador, compuesto por el iraní Saeid Jami (y procedente de la Universidad de Isfahán, Irán) y los españoles Carlos García Estrada, Carlos Barreiro y el propio Juan Francisco Martín, han dejado en abierto sus resultados de investigación en internet: http://isa.uniovi.es/P_chrysogenum_proteome/.
Los resultados proporcionan una información crucial para el desarrollo de vacunas y tratamientos, ya que ayuda a identificar posibles proteínas útiles para el control de las enfermedades infecciosas.
Este experto en mecánica celular acabó trabajando en este campo casi por casualidad. Ahora, es uno de los científicos más reconocidos en este ámbito. Pere Roca-Cusachs ha recibido una ayuda Avanced Grant del Consejo Europeo de Investigación para encontrar terapias y métodos de diagnóstico frente a distintos tipos de cáncer y enfermedades como la fibrosis, basadas en los últimos hallazgos de su laboratorio.
