Más cerca de componer el rompecabezas vital de la bacteria ‘Escherichia coli’
Investigadores del Instituto J. Craig Venter y de la Virginia Commonwealth University de los Estados Unidos, en estrecha colaboración con científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), con sede en el Parc Científic de Barcelona– publican el primer mapa de las interacciones moleculares entre proteínas –denominado interactoma- de Escherichia coli (E. coli) que permite empezar a comprender cómo funciona, cómo trabaja íntimamente, la bacteria. El estudio –publicado en Nature Biotechnology (doi: 10.1038/nbt.2831)– revela cerca del 25% (2.234) de las aproximadamente 10.000 interacciones clave estimadas que se dan en E. coli, y cubre aproximadamente el 70% de su proteoma (la colección de proteínas).
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E. coli es la bacteria más usada en biotecnología blanca, es decir, para producir grandes cantidades de material químico, como la artemisina para tratar la malaria o la insulina para la diabetes. De esta bacteria se conoce extensivamente la genómica – hay decenas de cepas secuenciadas, desde algunas patológicas a otras que no lo son-, se conoce la proteómica de complejos (mapa de los complejos de proteínas) y es el organismo modelo donde se han hecho más estudios de metabolómica (el mapa de los ciclos metabólicos).
La información obtenida de estos estudios a gran escala ha permitido obtener el listado de los elementos moleculares de E. coli que intervienen en su funcionamiento. Pero para tener el plano total del ser vivo, de cómo trabaja y funciona, debía encararse el interactoma, es decir, las interacciones moleculares entre todos los elementos descritos, y en concreto, entre proteínas.
«Y esto hemos hecho» –revela el bioinformático Patrick Aloy. «El mapa presentado nos permite comenzar a ver la bacteria íntimamente y nos permite diseñar, por ejemplo, antibióticos para romper interacciones entre proteínas o desmantelar partes de su maquinaria molecular, o simplemente nos permite entender cómo funciona en toda su complejidad», explica el investigador ICREA del IRB.
Su grupo en Bioinformática estructural y biología de redes ha llevado a cabo el análisis computacional de las redes de interacciones y ha modelado las estructuras tridimensionales. «Sin las estructures estás ciego y no puedes intervenir. Este trabajo nos ayuda a comprender cómo funcionan las redes que constituyen y regulan las funciones vitales de E. coli«, dice Aloy.
El trabajo bioinformático es obra de Roberto Mosca y Arnaud Ceol, investigadores postdoctorales de Aloy, con dos metadologías generadas en el laboratorio, Interactome 3D y NetAligner. «El mapa de Roberto y Arnaud es central en el artículo, ya que hemos permitido la anotación estructural y els análisis bioinformático de las redes de interacción, respectivamente», detalla Aloy.
El diseño de nuevos fármacos para luchar contra las infecciones era el objetivo principal de AntiPathoGN, un proyecto de la Unión Europea finalizado en junio pasado del cual formaba parte el grupo de Aloy. Los resultados de este artículo en Nature Biotechnology se enmarcan también dentro de este proyecto europeo, que en los próximos meses, generará más resultados científicos.
