A engenharia de ribossomos como estratégia para modular a produção de compostos bioativos em Streptomyces

Resumo

As actinobactérias têm atraído a atenção de pesquisadores nos mais diversos campos de pesquisa, incluindo ciências médicas e agrárias. Em especial, na área agrícola, estas bactérias se destacam devido ao seu potencial como agentes de controle biológico e como produtoras de compostos com propriedades fungicidas e herbicidas. De fato, mais de 65% de todos os compostos de origem microbiana são provenientes do filo Actinobacteria. No entanto, a taxa de descoberta de novas moléculas químicas entrou em declínio e alguns compostos de interesse são produzidos em pequenas quantidades, dificultando a análise química com maior profundidade. Desde 2002 quando o primeiro genoma de uma actinobactéria foi publicado, houve um crescente uso de ferramentas genômicas na tentativa de aumentar a taxa de descobertas de novos compostos bioativos. Na prática esses estudos revelaram que alguns metabólitos secundários, codificados nos genomas, permanecem a serem descobertos, provavelmente, por que estes genes não são transcritos sob condições de fermentações convencionais no laboratório, sendo, portanto, determinados "genes silenciados". Como alternativa, várias estratégias têm sido aplicadas para a ativação de vias microbianas silenciadas ou superprodução de compostos alvo, como modificações do meio de cultivo, expressão heteróloga e homóloga, co-cultivo e engenharia ribossômica. Dentre elas, a engenharia ribossômica nos parece mais viável, devido a simplicidade do método e ao fato de não necessitar do conhecimento global do genoma bacteriano. Neste sentido, o objetivo deste projeto é aplicar a estratégia de engenharia ribossômica para ativar ou induzir a expressão de genes que podem estar envolvidos na síntese de antibióticos. Para esta finalidade, uma linhagem candidata a nova espécie, Streptomyces sp. CAAT 7-52, que apresenta discreta produção do antibiótico, albociclina, o qual é efetivo para controlar diversos fungos fitopatogênicos, será utilizada como modelo para obtenção de linhagens mutantes superprodutoras de antibióticos. Ademais, este estudo abre possibilidades sem precedentes para exploração agro-tecnológica dessa nova linhagem de Streptomyces com a identificação de possíveis metabólitos secundários crípticos por meio das análises de LC-MS/MS dos mutantes gerados.