Page 15 - AMC Boletín #56

Premios Weizmann
a las mejores tesis de doctorado 2015
Ingeniería y tecnología
Pablo Cruz Morales
Ayuda herramienta bioinformática a predecir
potencial químico de las bacterias
Por contribuir al entendimiento de la evolución del
metabolismo de Streptomyces —bacterias habitantes del
suelo en las que están basados la mayoría de los antibióticos
conocidos, así como otras sustancias antitumorales y
antiparasitarias—, y el desarrollo de EvoMining, una estrategia nueva estrategia de minería genómica que analiza la historia
de minería genómica para el descubrimiento de la diversidad
química oculta en las bacterias, Pablo Cruz Morales obtuvo el
Premio Weizmann 2015 en el área de ingeniería y tecnología.
En su tesis doctoral Fuctional and evolutionary genomics of
Streptomyces metabolism se propone una nueva forma de
localizar la diversidad química en las bacterias y predecir el
potencial químico que se encuentra en ellas.
“Empezamos estudiando la capacidad de las
actinobacterias para producir muchas moléculas. Eso se debe
al estilo de vida que tienen ya que al vivir en competencia
con otros seres vivos resuelven sus problemas produciendo
antibióticos y otras moléculas para atrapar nutrientes,
detener el crecimiento de organismos invasores o atraerlos
según les convenga”, explicó.
La idea central detrás de este desarrollo tecnológico
fue que todas las enzimas que hacen las conversiones
químicas en una ruta biosintética especializada (una serie de
conversiones químicas que ocurren dentro de un organismo
hasta llegar a una estructura química definida), como las
de los antibióticos, tienen un ancestro en el metabolismo
central, mientras que otras rutas biosintéticas especializadas
son más recientes y evolucionaron del metabolismo inicial. La
idea era entender la relación evolutiva entre el metabolismo
ancestral y el metabolismo especializado para poder traducir
los genomas de las bacterias en predicciones químicas.
“Queríamos encontrar en los genomas de las bacterias
señales evolutivas que indicaran adaptación a algún desafío
ambiental que se haya resuelto produciendo una nueva
molécula. Cuando probamos el poder predictivo que
tenía nuestro enfoque nos dimos cuenta que nos permitía
encontrar moléculas con actividades biológicas de alto valor
comercial, por ejemplo, fármacos, por lo que empezamos a
pensar en su impacto en la biotecnología”, dijo.
A partir de esa observación desarrolló EvoMining, una
evolutiva del metabolismo de las bacterias a partir de sus
genomas y ayuda a descubrir nuevas rutas metabólicas.
Desde hace décadas se sabe de la existencia de los
arseno-orgánicos, pero no se tenía certeza de dónde
venían, “utilizando EvoMining en las bacterias Streptomyces
coelicolor y Streptomyces lividans, descubrimos la primera
ruta biosintética de incorporación de átomos de arsénico,
ejemplo de una nueva clase de moléculas”, anotó Cruz.
Con dicha herramienta están en trámite dos solicitudes
de patentes de compuestos que sirven para inhibir la
proteólisis (degradación de proteínas).
EvoMining puede ayudar a hallar moléculas bioactivas
producidas por las bacterias en menos tiempo. Hoy en
día es muy caro encontrar nuevos antibióticos, pero con
el uso de esa tecnología genómica y con biología sintética
se podrá abaratar y acelerar el proceso de descubrimiento
de moléculas en los programas de desarrollo de nuevos
fármacos, aseguró Cruz Morales, cuya investigación estuvo
bajo la dirección del doctor Francisco Barona Gómez, del
Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del
Cinvestav.
Para aprovechar su experiencia y la tecnología
desarrollada, el investigador se unió a StrainBiotech, una start
up fundada por científicos mexicanos jóvenes, con la meta
de desarrollar y aplicar tecnología para el descubrimiento,
desarrollo y producción de fármacos ya que “queremos
colaborar y participar en la industria farmacéutica mexicana
para desarrollar nuevas moléculas con tecnología nacional.
Contamos con recursos biológicos extraordinarios, y con
la capacidad tecnológica y creatividad para descubrir y
desarrollar productos de alto valor”, comentó. Elizabeth Ruiz
Boletín informativo de la Academia Mexicana de Ciencias / 15