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Biología Molecular
Estudian cómo las bacterias gestionan sus reservas de energía
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*Un proceso muy específico investigado por santafesinos puede significar un
gran impacto tecnológico para la biorremediación y las biorefinerías.*
Investigadores del Laboratorio de Enzimología Molecular del Instituto de
Agrobiotecnología del Litoral (IAL-UNL-CONICET) estudian la manera en que
un grupo de bacterias gestionan sus reservas de energía, un proceso de
dimensiones minúsculas, pero que puede tener un gran impacto tecnológico en
la producción de bioplásticos y hasta la biorremediación.
Según Matías Asencion, que obtuvo el Premio Mullor a la Tesis Doctoral en
Bioquímica, su objetivo es entender cuál es el rol específico del glucógeno
en un gran grupo de bacterias denominadas Gram Positivas: “Al glucógeno se
lo define a menudo como la molécula perfecta, porque está presente en
organismos muy simples, como las bacterias, pero también en otros más
complejos, como los seres humanos. Lo más importante es que su estructura
es la misma”, dijo.
Sin embargo, la atención del trabajo no está del todo puesta en el
glucógeno, sino en algunas enzimas, proteínas que facilitan las reacciones
en las células. "En la consecución de reacciones, en lo que se denominan
'vías metabólicas', hay pasos enzimáticos claves que están sujetos a
regulación a distintos puntos de la célula y con distintas sinergias. En
este sentido, tratamos de entender esas regulaciones sobre el metabolismo
del glucógeno y su integración con otras vías metabólicas”, agregó.
*Gram Positivas*
Asencion indicó que el glucógeno es una estructura formada por glucosa. A
la vez, la glucosa es la fuente de carbono, el combustible esencial que se
convierte en energía. “Ya se había estudiado en profundidad el paso clave
para la síntesis de glucógeno para un grupo de bacterias, pero estaba
faltando conocer acerca del metabolismo del glucógeno en bacterias
denominadas Gram Positivas. No se habían estudiado antes debido a la
complejidad para hacerlo”, comentó.
“Investigar el metabolismo del glucógeno en distintos organismos puede
servir para hacer comparaciones y entender así la evolución de las enzimas,
desde las que pertenecen a las bacterias hasta las de las plantas, para
buscar similitudes y ver cómo se fueron adaptando a las necesidades de las
distintas células. Sin embargo, en esas comparaciones estaba faltando este
tipo de bacterias”, comentó.
Asencion había realizado su tesina de grado en el estudio de una enzima
clave en el metabolismo del glucógeno: la ADP-Glucosa Pirofosforilasa en la
bacteria Mycobacterium tuberculosis, la causante de tuberculosis, ya que es
un microorganismo del cual existe mucha información bioquímica pero nada se
sabía respecto al metabolismo del glucógeno. Años más tarde, en su trabajo
de doctorado, consideró que también era necesario estudiar cómo el
metabolismo del glucógeno en este grupo de bacterias estaba asociado al
balance de un azúcar llamado trehalosa, formado por dos moléculas de
glucosa. “Nos dimos cuenta de que entender todo ese proceso no era algo
lineal, sino que los pasos de la regulación estaban ramificados. Por eso
estudiamos esta enzima clave del metabolismo del glucógeno en otros
organismos Gram Positivos, como las bacterias que se utilizan para producir
antibióticos”, contó.
*Nuevos resultados*
El investigador apuntó que los resultados que obtuvo sobre todo el proceso
diferían de los conocidos hasta el momento: “Vimos diferencias en la
interacción entre moléculas efectoras, llamadas así porque modifican la
actividad de la enzima clave en la vía de síntesis de glucógeno. Por eso
nos propusimos estudiar la enzima modelo de otro microorganismo
(Escherichia coli), de la cual se tiene información estructural y que es la
referencia en bacterias, aunque cambiamos el enfoque. Ya no estudiamos una
enzima y una de las moléculas que afectan la actividad, sino que analizamos
varias de las moléculas efectoras, porque no hay una sola molécula con la
que interactúa, sino varias. Nos planteamos indagar en el efecto de al
menos dos moléculas y vimos una propiedad de sinergia entre los efectores”,
planteó.
De esta manera, con lo anterior, plantearon un nuevo modelo de cómo actúa
la enzima ADP-Glucosa Pirofosforilasa, que podría ser extrapolado a otros
organismos. “Observamos así que habría una interacción de varias moléculas
que regulan la catálisis, a partir de lo cual planteamos la hipótesis de
que la utilización de esta molécula de reserva (el glucógeno) está
finamente relacionada al estado metabólico de la célula y se relaciona a la
idea de que el poliglucano es una reserva temporal de carbono y no a largo
plazo”, ilustró.
*Para qué*
¿Pero qué implicancias tiene conocer cómo una bacteria gestiona su energía?
De acuerdo con Asencion, los alcances pueden ser enormes, porque el rol del
glucógeno permite estudiar el papel de acumulación temporal del carbono en
organismos de interés tecnológico que se usan en biorremediación, el
sistema que utilizan bacterias para digerir compuestos tóxicos y guardarlos
en glucógeno. Por último, sostuvo que el estudio de las propiedades de las
enzimas se puede aplicar en el trabajo de refinerías, para la conversión de
desechos industriales del biodiesel, por ejemplo, y convertirlos en
productos de mayor valor.
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