Caracterización in silico de una cepa de Streptomyces sp. del Desierto de Atacama

Abstract

La creciente tendencia por parte de bacterias patógenas de volverse resistentes a los antibióticos ha llevado al campo de la ciencia a una incansable búsqueda por nuevas moléculas capaces de acabar con estos microorganismos. Una tendencia ha sido buscar compuestos naturales desarrollados por bacterias de ambientes extremos. En esa búsqueda, científicos hallaron una cepa de Streptomyces en el Salar de Huasco, región de Tarapacá, Chile, con propiedades antibióticas y citotóxicas. Con el fin de poder comprender de mejor manera el metabolismo de esta cepa, se realizó un modelo metabólico in silico de tal cepa, denominada HST28, en base al genoma secuenciado de ésta. La primera fase fue determinar la filogenia de la cepa mediante comparación de rRNA 16S, lo cual reveló una cercanía del 97% con Streptomyces avermitilis. Posteriormente, usando la información disponible en la base de datos KEGG, se elaboró el modelo metabólico en base a la comparación entre HST28 y S. avermitilis mediante BLAST usando la extensión de Python COBRApy en Jupyter para armar metabolitos y reacciones. Se generó una serie de funciones destinadas a facilitar el trabajo de elaboración del modelo, junto con un protocolo para encontrar errores en el modelo terminado. El modelo final cuenta con 804 reacciones, 627 metabolitos y 594 genes, lo que constituye un modelo de tamaño promedio para este tipo de estructuras. El análisis al modelo determinó que el HST28 debería crecer mejor con sacarosa como fuente de carbono, y amonio como fuente de nitrógeno. Las tasas de crecimiento en medios mínimos fueron altas en comparación a otros Streptomyces. Finalmente, queda destacar que el procedimiento para generar y curar el modelo tiene la potencialidad de ser útil en otras investigaciones que impliquen el desarrollo de un modelo metabólico.