Científicos Granadinos investigan los mecanismos internos de comunicación de las bacterias

Las bacterias se mueven, buscan dónde está el alimento y huyen de aquellos organismos que pueden causarles daño. Para ello, se sirven de unas proteínas con las que responden a los cambios en su ambiente. Científicos del grupo de Degradación de Tóxicos Orgánicos de la Estación Experimental del Zaidín están investigando el funcionamiento del mecanismo de transmisión de señales que se produce dentro de una bacteria. Entre los posibles resultados de este proyecto de investigación está el diseño de tratamientos in situ de sitios contaminados.


Texto: Luz Rodríguez

Descubrir cómo operan las bacterias puede resultar muy útil para emplearlas como agentes biológicos en la degradación de contaminantes. Así lo han concebido investigadores del grupo de Degradación e Tóxicos Orgánicos de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ) que han iniciado un proyecto de excelencia que persigue determinar las bases moleculares que intervienen en la transmisión de señal en Sistemas de Dos Componentes (SDC).

Los SDC están compuestos por dos proteínas, una que actúa como sensor, del tipo quinasa (SQ) y otra que ejecuta, llamada regulador de respuesta. “Las proteínas con las que trabajamos, sirven para detectar las señales que hay en el medio ambiente. Entre estas nos centramos ahora en dos. Una sensa compuestos aromáticos específicos y la otra es como un verdadero “sentido” equivalente al olfato, el gusto y el tacto, que detecta la presencia de compuestos nocivos como señal y transmite estas sensaciones a otra proteína, que es la que hace que ejecute la respuesta de huir o acudir a un sitio según sus condiciones ambientales les sean perjudiciales o favorables”, explica el responsable de la investigación, Juan Luis Ramos Martín. Los investigadores del grupo de Degradación de Tóxicos Orgánicos se hacen una pregunta: ¿cómo se transfiere la información entre el elemento que sensa al elemento que ejecuta?

Para dilucidar cuáles son las moléculas que intervienen en la transmisión de señal dentro de una SQ (el elemento sensor) y cuáles participan en la acción de los inhibidores que afectan al intercambio de información, estos investigadores están determinando la estructura tridimensional de una SQ entera. Esta estructura es un factor trascendental para entender la actividad biológica de estas proteínas. Utilizando diversas técnicas han identificado los aminoácidos que intervienen en la transmisión de la señal, para posteriormente generar mutantes que serán analizados con el fin de verificar su papel como antenas moleculares de captación de señal.

Bacterias que degradan contaminantes

Los investigadores utilizan en su estudio ciertas especies de bacterias, algunas de ellas aisladas en Granada, como las denominadas Pseudomonas putida. Estas bacterias degradan tolueno, un contaminante que han utilizado como modelo. Estos científicos buscan demostrar el funcionamiento de los SDC y cómo detectan compuestos como los hidrocarburos. Investigan, además, si reconoce un compuesto específico, como el tolueno o si reaccionan ante otros contaminantes, como los derivados del petróleo.

“Gracias a este sistema de señales, la bacteria es capaz de saber, qué contaminante está ahí fuera, es capaz de saber que hay chapapote, que lo puede ingerir y que, además, puede estimular la degradación del compuesto.” Este proceso se hace en segundos. “Además -explica el investigador- tiene una característica que la hace muy distinta a un gran número de microorganismos. La mayoría, cuando detecta un contaminante, no lo considera como un alimento sino como un agente dañino y huye. Nuestra bacteria, tiene un sensor genético que hace todo lo contrario. Le indica que puede dirigirse a ese contaminante, le informa que ese producto tiene energía beneficiosa para ella y que por lo tanto lo puede ingerir”. La SDC tiene la capacidad de detectar si se han terminado las existencias de contaminante en un lugar determinado y se desplaza a otro donde haya más materia para degradar.


Entre sus aplicaciones más importantes está la lucha contra los contaminantes. “Buscamos descubrir las bases moleculares, entender, a nivel de proteínas, cómo reconocen un contaminante y ver, al final, cómo ese contaminante se convierte en CO2 y agua. El objetivo es comprender el funcionamiento de un proceso molecular para poder diseñar tratamientos in situ de sitios contaminados”, apunta el experto.

Esta capacidad natural de algunos microorganismos para alimentarse de sustancias contaminantes y convertirlas en compuestos más sencillos y menos tóxicos es la base de la técnica denominada “biorremediación”. Este procedimiento fue probado con éxito en vertidos accidentales de petróleo, como el caso del buque Exxon Valdez ocurrido en Alaska en 1989, y el caso del Prestige acontecido en 2002 frente a las costas de Galicia. La biorremediación es una herramienta de limpieza suplementaria después de eliminar el grueso del petróleo por medios mecánicos. Bio-Iliberis R&D, una empresa spin-off del CSIC, ha utilizado la biorremediación para acelerar las restauración de bosques incendiados y suelos deteriorados.

Fuente: Andalucía Investiga.