Streptomyces coelicolor tiene un color azulado característico, y es un buen modelo de trabajo porque produce antibióticos coloreados.

Streptomyces es una bacteria filamentosa que habita principalmente en el suelo donde tiene que competir por su supervivencia con el resto de los organismos que existen. Una manera de hacerlo es producir una gran cantidad de antibióticos para matar a otros organismos que compiten con él y que incluso utiliza como nutrientes para su propio desarrollo. De hecho, Streptomyces produce más del 80% de los antibióticos conocidos, así como otras sustancias antitumorales y antiparasitarias.

La bacteria produce los antibióticos dependiendo de determinadas señales ambientales, como la cantidad de nutrientes, la temperatura o la acidez (el pH) del suelo. Para ello, Streptomyces es capaz de “sentir” estas señales ambientales y regular la producción de antibióticos. Los investigadores han identificado unos sistemas de regulación denominados Sistemas de Dos Componentes. Estos sistemas se llaman así porque están constituidos por dos proteínas, una sensora que recibe una señal ambiental, y otra proteína que regula la respuesta haciendo que los genes se expresen o no. Se sabe que Streptomyces posee unos 67 sistemas de este tipo, siendo una de las bacterias con mayor número de Sistemas de Dos Componentes. Esta abundancia de Sistemas de Dos Componentes refleja una compleja red de regulación necesaria para que esta bacteria se adapte y sobreviva en condiciones tan cambiantes y adversas como puede ser el suelo. Sin embargo, la función concreta de la mayoría de estos sistemas es desconocida.

Sistema regulador de dos componentes: la proteína sensora detecta una señal ambiental, lo que se traduce en que la proteína reguladora controla la expresión de determinados genes.

(Infografía realizada por Heber Longás)

En este trabajo, los investigadores españoles, mediante elegantes experimentos de mutación y novedosos análisis con microarrays, han descubierto cómo Streptomyces emplea dos de estos sistemas. Uno de ellos resultó ser un regulador positivo de la producción de antibióticos, lo cual se comprobó porque al eliminarlo disminuía la producción. El otro es un regulador negativo, porque cuando lo eliminaban la bacteria producía incluso más antibióticos. No cabe duda que conocer mejor cómo Streptomyces es capaz de producir antibióticos permitirá avanzar en la mejora y producción de estas sustancias antibacterianas. No debemos olvidar que todavía hoy en el siglo XXI las enfermedades infecciosas siguen siendo la primera causa de muerte en nuestro planeta.

Novel Two-Component Systems Implied in Antibiotic Production in Streptomyces coelicolor. Yepes A, et al. 2011. PLoS ONE 6(5): e19980.

doi:10.1371/journal.pone.0019980