Acceso a fuentes novedosas de productos naturales: Alcance multiómico innovador y transdisciplinar para el descubrimiento de metabolitos bioactivos en Actinobacterias y Cianobacterias de ambientes extremos

Las bacterias han sido reconocidas como una de las principales fuentes de productos naturales
para el desarrollo de fármacos. Sin embargo, el descubrimiento de nuevos metabolitos bioactivos
microbianos ah sido limitado porque algunos compuestos bioactivos son frecuentemente
redescubiertos. Así, dado que la mayoría de los antibióticos y fármacos antineoplásicos utilizados
en la actualidad se han aislado de microorganismos, el redescubrimiento de metabolitos no sólo
supone un cuello de botella en la prospección microbiana, sino que también limita la contribución
de la ciencia a los principales retos en salud, como la resistencia a los antibióticos y el cáncer
resistente a la quimioterapia. Sin embargo, la mayor parte de la diversidad metabólica de algunos
grupos de microorganismos aún no ha sido revelada y siguen siendo una fuente prometedora de
nuevos y valiosos metabolitos. Se han propuesto múltiples enfoques para el descubrimiento de
fármacos con el fin de superar este problema, pero todavía se necesita una verdadera diversidad
molecular de fuentes de productos naturales. Se ha sugerido que los grupos de bacterias, como
las Actinobacterias “raras” y las Cianobacterias, son una fuente sin explotar para buscar nuevos
metabolitos bioactivos, en particular, los que habitan en entornos extremos. Se ha informado de
que estos grupos de bacterias pueden albergar un gran número de grupos de genes biosintéticos
(BGC) para la producción de múltiples metabolitos secundarios con potenciales actividades
biológicas, sin embargo, la mayoría de los BGC son crípticos o permanecen en siletes bajo las
condiciones de cultivo tradicionales. En esta propuesta, planteamos la hipótesis de que nuevos
metabolitos silenciosos de Actinobacterias y Cianobacterias raras no explotadas pueden ser
activados mediante estímulos de elicitación precisos y el re-direccionamiento genético de las vías
metabólicas basales. El objetivo de este proyecto es impulsar la producción de nuevas moléculas
bioactivas en microorganismos (Actinobacterias y Cianobacterias) adaptados a sobrevivir en
entornos extremos, mediante la aplicación de un enfoque innovador de ingeniería genética y
multiómica para la priorización y activación de las vías metabólicas silenciosas. Esta propuesta
proporcionará una sólida oportunidad de validación para impulsar los potenciales genes candidatos
y las vías metabólicas para aumentar la producción de moléculas bioactivas de bacterias no
explotadas, evitando el redescubrimiento de productos naturales. Por lo tanto, podremos obtener
metabolitos completamente nuevos como potenciales agentes terapeúticos contra las amenazas
principales para la salud. Además, nuestro enfoque creará un paradigma para futuros programas
de descubrimiento de fármacos microbianos.

Impulsar la producción de nuevas moléculas bioactivas en microorganismos
adaptados a sobrevivir en ambientes extremos (Actinobacterias y Cianobacterias), mediante la
aplicación de un innovador enfoque de ingeniería genética y multiómica para la priorización y
activación de las vías metabólicas silenciosas.

Aplicaciones Biomédicas y Biotecnología Ambiental