Investigadores de la Universidad de Cornell han descubierto un nuevo mecanismo que utilizan los transposones, conocidos como «genes saltarines», para sobrevivir y propagarse en bacterias con ADN lineal. Este hallazgo, publicado en la revista Science, tiene implicaciones significativas en biotecnología y el desarrollo de fármacos, en un contexto donde la resistencia a los antibióticos se convierte en un desafío global.
Los transposones son segmentos de ADN que pueden trasladarse de una parte del genoma a otra y juegan un papel fundamental en la evolución bacteriana. En el caso de Streptomyces, una bacteria clave en la producción de antibióticos, se ha encontrado que estos elementos genéticos controlan los telómeros, las estructuras que se encuentran en los extremos de los cromosomas, en casi un tercio de sus cromosomas. Según el autor principal del estudio, Joseph Peters, profesor de microbiología, «los transposones son una parte importante de la biología de estas bacterias, que constantemente están recolectando piezas de ADN móvil y creando nuevas funciones».
La relevancia de los telómeros en la biología bacteriana
El estudio revela que los transposones pueden insertarse en los telómeros, lo que les permite evitar interferir con los genes esenciales que se encuentran en la parte media de los cromosomas. Esta estrategia reduce la probabilidad de causar daños fatales a la célula. Peters señala que «si un transposón se puede insertar en los extremos, es menos probable que interrumpa funciones críticas del huésped». La capacidad de los transposones para evitar daños a las funciones esenciales del huésped, al tiempo que se trasladan a nuevos hospedadores, es crucial para su supervivencia.
Aunque se habían observado transposones agrupados en los extremos de los cromosomas de células eucariotas, esta es la primera vez que se documenta este fenómeno en bacterias con ADN lineal. Los investigadores han encontrado que los transposones bacterianos utilizan mecanismos únicos para controlar los telómeros, lo que les permite desempeñar un papel vital en la célula. En particular, los transposones en Streptomyces muestran una secuencia de transposón tradicional en un extremo, mientras que el otro extremo es el telómero, permitiéndoles convertirse en una parte esencial de la célula.
Además, los autores del estudio identificaron una subfamilia de transposones que se apoderan de un sistema CRISPR, normalmente utilizado por las bacterias para defenderse de los virus, para dirigirse e insertarse en los extremos de los cromosomas. Este descubrimiento refuerza investigaciones anteriores en el laboratorio de Peters, que sugieren que los transposones pueden utilizar sistemas CRISPR para moverse dentro de los genomas, lo que abre la puerta a nuevas herramientas de edición genética que permitirían insertar secciones más grandes de ADN que las que permite el ampliamente usado CRISPR-Cas9.
Los hallazgos sobre los transposones en Streptomyces, que históricamente han sido difíciles de manipular en el laboratorio, podrían ser de gran utilidad para el desarrollo de nuevos antibióticos y otros productos beneficiosos que estos elementos genéticos codifican. Como concluye Peters, «la mayoría de la vida en el planeta son microbios, y específicamente bacterias. Queremos entender cómo funcionan estos organismos vivos y ver cómo podemos utilizar estos sistemas para el beneficio de la humanidad».
