Desarrollo de Streptomyces: regulación y aplicaciones industriales

Abstract

Las bacterias del género Streptomyces son bacterias con un ciclo de vida complejo que incluyen procesos de muerte celular programada (MCP), diferenciación morfológica y esporulación y son considerados modelos procarióticos de multicelularidad. Estas bacterias tienen gran importancia biotecnológica por su capacidad para producir gran cantidad de metabolitos secundarios con actividades biológicas variadas: antitumorales, inmunosupresoras , antibióticas, herbicidas, etc. Durante la última década, nuestro grupo de investigación amplió el ciclo de desarrollo tradicional de Streptomyces. El objetivo de esta tesis fue caracterizar las rutas biomoleculares que regulan los procesos de diferenciación en fermentaciones industriales a escala piloto. Se llevó a cabo un análisis cuantitativo de los cambios en el proteoma y fosfoproteoma durante la diferenciación de S. coelicolor. Esto nos ha permitido, por un lado, hacer una revisión acerca de lo que se conoce hasta el momento sobre la biología de Streptomyces, y por otro, generar una base de datos de los cambios en el proteoma y fosfoproteoma durante el desarrollo, que puede contribuir a diseñar futuros experimentos con el objetivo de caracterizar potenciales reguladores y efectores de diferenciación. Además, se hicieron hallazgos sobre las fases tempranas del ciclo de desarrollo. En cuanto a la germinación, se descubrió una nueva fase en la que se ha visto que participan enzimas responsables de la remodelación del peptidoglicano como la carboxipeptidasa SCO4439. También se ha descubierto un nuevo tipo división celular que tiene lugar durante la fase vegetativa temprana en las hifas y se basa en la formación de tabiques de membrana (sin pared), un tipo de división celular inédita en bacterias. Por último, se analizaron los procesos de desarrollo, diferenciación y producción de antibióticos en fermentaciones industriales a escala piloto (biorreactor), lo que ha permitido definir nuevos parámetros que resultan importantes para la optimización y monitorización de la producción de metabolitos secundarios en fermentaciones de Streptomyces.