A fin de reemplazar algunos derivados petroquímicos por moléculas menos contaminantes, se desarrollaron estrategias para la producción de nuevos compuestos oleoquímicos. Al presente, la mayor parte de los oleoquímicos que se producen son de origen vegetal, sin embargo, en los últimos años se comenzó a utilizar a los microorganismos como “biorefinerías” para la producción de moléculas lipídicas de uso industrial que van desde esteres, aclcholes, alcanos hasta ácidos grasos (AG) con propiedades especiales. En referencia a los compuestos derivados de AG, es importante resaltar que las propiedades físicoquímicas, y por lo tanto el uso de estos compuestos, está definido en gran medida por las características estructurales de los AG que lo forman. En este sentido los AG insaturados, si bien mejoran la fluidez de los compuestos, los mismos son fácilmente oxidables. Por otro lado, los AG saturados, si bien son resistentes a la oxidación, presentan bajos rendimientos y perfomance a bajas temperaturas. Con el fin de obtener AG, y derivados de los mismos, con mayor impedimento estérico para mejorar su fluidez a bajas temperaturas, pero manteniendo su estabilidad, nuestra propuesta es producir AG metil-ramificados en bacterias. Para ello desarrollaremos una plataforma basada en E. coli capaz de sintetizar estos compuestos alterando su proceso natural de síntesis de AG expresando nuevas rutas metabólicas obtenidas de distintos Actinomycetes.

Responsables: Ana Arabolaza y Hugo Gramajo.

Estudios bioquímicos y genéticos sobre mecanismos de activación de ácidos grasos en Actinomycetes.

La propuesta central de esta línea de trabajo consiste en elucidar la relevancia de los mecanismos de activación de ácidos grasos (AG) en actinomycetes. La reacción de activación de AG más extendida implica la conversión de los mismos a sus correspondientes derivados de la coenzima A (CoASH), la cual es catalizada por una familia de enzimas omnipresentes: las FACL. Sin embargo, en actinomycetes y en varios microorganismos patógenos como Chlamydia trachomatis y Neisseria gonorrhoeae, existe un mecanismo alternativo donde los AG pueden convertirse en acil-ACP. Las enzimas encargadas de este paso son FAAS que convierten los AG en aciladenilatos los cuales luego acilan al portador de acilo: proteínas ACP o dominios ACP en policétido sintasas para biosintetizar, por ejemplo, metabolitos secundarios o lípidos complejos. Así, las FAAS representan un importante punto de coordinación entre el metabolismo primario y secundario en actinomycetes. Además, algunos miembros de esta gran familia, particularmente las FAAL (Fatty Acyl-AMP Ligasas) han sido validados como blanco para el desarrollo de nuevos antimicobacterianos. Actualmente no es factible discriminar entre enzimas FAAS y FACL por estudios basados en sus secuencias proteicas, siendo necesario una validación bioquímica para distinguirlas. Es por esto que proponemos realizar estudios genéticos y bioquímicos para caracterizar el rol fisiológico de algunos candidatos seleccionados de este tipo de enzimas.

Responsable: Ana Arabolaza.

Producción de productos naturales por Actinobacterias

Las bacterias del grupo de los Actinomycetes han provisto más de dos tercios de los productos naturales de uso terapéutico, siendo el 80% de estos compuestos producidos por bacterias del género Streptomyces. En esta línea de investigación, estamos enfocados en búsqueda de nuevos compuestos con propiedades biológicas de interés terapéutico. Estamos llevando adelante distintas “Estrategias bioguiadas para la identificación de nuevos agentes antimicrobianos”. Por un lado, estamos analizando la identificación de compuestos antifúngicos producidos por bacterias rizosféricas para su utilización en tratamientos de semillas. Por otro lado, y en colaboración con la Dra. Eleonora Garcia Véscovi y la Dra. Leticia Llarull estamos realizando una búsqueda de compuestos naturales de cepas de Streptomyces que tengan actividad moduladora sobre distintos sistemas de dos componentes de Salmonella typhimurium y Staphylococcus aureus involucrados en la virulencia o patogenicidad de dichas bacterias.

Responsable: Dr. Eduardo Rodríguez.

Desarrollo de Actinobacterias como agentes de biocontrol

En esta línea de investigación abordamos el problema en la merma que se origina en la producción agrícola como es el caso del cultivo de soja, debido al estrés biótico originado por distintos hongos fitopatógenos. En la actualidad para controlar estas enfermedades se aplican fungicidas químicos previo a la siembra. Sin embargo, su uso está cada vez más restringido y discutido, debido a los efectos tóxicos y nocivos para la salud humana y el medio ambiente. Una alternativa al uso de los curasemillas, surgió el tratamiento con microrganismos que inducen un efecto protector sobre los cultivos o biocontrol. En este proyecto buscamos el desarrollo de agentes de biocontrol en base a cepas de Streptomyces aisladas de rizósfera de plantas de soja. Estas cepas fueron caracterizadas por sus propiedades para inhibir hongos fitopatógenos como también promotoras del crecimiento de los cultivos. Actualmente no encontramos profundizando los conocimientos de los mecanismos de control biológico y promoción del crecimiento por parte de estas cepas, como también estudiando la importancia de la producción de compuestos antifúngicos en el biocontrol. Por otro lado, se busca optimizar la producción y formulación de las mismas con la intención de reemplazar a los curasemillas tradicionales y así reducir el impacto ambiental del uso de los mismos. Estos estudios los llevamos adelante con la colaboración de la Dra. M. Amalia Chiesa del IICAR.

Responsable: Dr. E. Rodríguez.