Los investigadores Zaki Saati Santamaría, Raúl Rivas y Paula García Fraile, del área de Microbiología de la Universidad de Salamanca, en colaboración con Riccardo Baroncelli, investigador de la Universidad de Bolonia, han publicado un artículo en la prestigiosa revista “Microbiology Spectrum”, perteneciente a la Sociedad Americana de Microbiología, en el que descubren la relación que existe entre miles de genes de bacterias del género Pseudomonas y sus funciones ecológicas en sus nichos u hospedadores. Los resultados de esta investigación podrán tener importantes aplicaciones clínicas y biotecnológicas.
Los microorganismos juegan un papel importante en la salud de los seres vivos y en el medio ambiente. Sin embargo, la mayoría de los mecanismos implicados en la interacción de los microbios con el medio ambiente siguen sin comprenderse bien, por lo que la investigación en este campo resulta muy valiosa. Descubrir nuevas funciones microbianas es una tarea compleja y laboriosa, pero el conocimiento de las habilidades que pueden realizar los microorganismos puede ser de gran utilidad para el desarrollo de nuevas aplicaciones clínicas y biotecnológicas y en la restauración y conservación de los ecosistemas naturales.
En este sentido, el género Pseudomonas es un amplio grupo de bacterias cuyos miembros están adaptados para vivir en muchos nichos biológicos diversos, como plantas, mamíferos, reptiles, insectos, nematodos, humanos, ríos, suelos y ambientes antropogénicos, entre otros. Debido a la importancia ecológica, clínica y biotecnológica de las bacterias del género Pseudomonas, muchos esfuerzos de investigación a nivel mundial están centrados en analizar el potencial de sus funciones, como las involucradas en la modulación de los ciclos de nutrientes, las responsables de su comportamiento como comensales benéficos o patógenos de huéspedes superiores o bien las involucradas en la producción de metabolitos secundarios cómo son antibióticos u otros compuestos antimicrobianos.
En el trabajo, los científicos de la Universidad de Salamanca realizan una comparación de 3.274 genomas de Pseudomonas diferentes, analizando genes y funciones en unas y otras, dirimiendo las que están más presentes en aquellas cepas aisladas de un determinado nicho ecológico frente a las demás. De esta manera, han sido capaces de proporcionar datos novedosos sobre la ecología de estas bacterias y su relación con el ambiente.
Resistencia a los antibióticos
Entre los análisis realizados, los investigadores centran el trabajo en el estudio de genes relacionados con las resistencias a antibióticos y en fenómenos de transferencia horizontal de genes (evolución de los genomas), entre otros aspectos. La resistencia a los antibióticos es un problema colosal a nivel mundial. En Europa, cada año mueren 33.000 personas como consecuencia de infecciones hospitalarias causadas por bacterias resistentes a los antibióticos, mientras que en los EEUU superan los 2.8 millones de infecciones resistentes a los antimicrobianos, que provocan más de 35.000 muertes.
Los científicos consideran que los resultados obtenidos tendrán una importante repercusión en el estudio de mecanismos de interacción entre las Pseudomonas y su entorno. Los datos obtenidos permitirán a los investigadores dirigir sus esfuerzos hacia la investigación profunda de las funciones y descubrir nuevas funcionalidades bacterianas que actualmente permanecen ocultas. Teniendo en cuenta la ubicuidad de estas bacterias, sus aplicaciones y sus connotaciones clínicas, estos datos podrán ser trasladados, entre otras cuestiones, a la aplicación de biofertilizantes eficaces, a la búsqueda de enzimas líticas con usos en biorremediación, al tratamiento de infecciones producidas por Pseudomonas aeruginosa, una bacteria multirresistente responsable de miles de muertes cada año y, en un sentido más amplio, a entender cómo los microorganismos evolucionan y se adaptan al ambiente.
Colaboradores y referencia del artículo
La investigación publicada en Microbiology Spectrum ha sido realizada por Zaki Saati Santamaría, Raúl Rivas y Paula García Fraile, del Departamento de Microbiología y Genética de la Universidad de Salamanca (Grupo Interacciones Microbianas, https://microusal.com/) y del Instituto de Investigación en Agrobiotecnología (CIALE; https://ciale.usal.es/), quienes también pertenecen a la Unidad de Excelencia de la Junta de Castilla y León “Agrienvironment”. La investigación ha sido realizada en colaboración con Riccardo Baroncelli, de la Universidad de Bolonia (Italia).
Publicación
Saati-Santamaría, Z., Baroncelli, R., Rivas, R., & García-Fraile, P. (2022). Comparative Genomics of the Genus Pseudomonas Reveals Host-and Environment-Specific Evolution. Microbiology Spectrum, e02370-22. https://doi.org/10.1128/spectrum.02370-22