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2012 Sistema de inserciones genéticas

Investigadores del área de microbiología de la UIB han desarrollado y patentado un sistema de intercambio genético por minitransposición y su uso para la inserción génica mediante el cual podrán proporcionarse fuentes de material genético al hospedador seleccionado con los que crear nuevos genes y nuevas funciones.

Descripción

El proceso que se ha desarrollado utiliza la acción de transposición del ISPpu12, con el fin de insertar material genético de interés en la bacteria huésped. Tomando ventaja de tal activación solamente durante la conjugación, los fragmentos IR de las estructuras de ADN de hasta 10-kb pueden insertarse fácilmente de forma estable en el cromosoma de la bacteria que permiten dos o tres procesos consecutivos.

La recombinación genética mediante la transposición de fragmentos de ADN puede ser una herramienta eficaz para lograr características deseadas en un organismo. 

Principales ventajas

  • El proceso permite que la bacteria huésped logre casi cualquier proceso metabólico o fenotipo codificado en un fragmento de ADN conocido de forma rápida, fácil y fiable
  • No es necesaria la presión de antibióticos para la selección que permite una reducción considerable de los costes cuando se aplica a cantidades industriales y reduce el riesgo de propagación de genes de resistencia a antibióticos
  • Frecuencias de adquisición genética muy altos, evitando procesos no deseables y el ahorro de tiempo de detección
  • El material genético adquirido está integrado en el cromosoma de la bacteria, evitando pérdidas fáciles como sucede cuando se inserta en estructuras de plásmidos
  • La inserción se produce principalmente en una copia, evitando inserciones de múltiples copias que se producen cuando se utilizan plásmidos. El alto número de copias puede implicar toxicidad y disminuir la aptitud del huésped y las tasas de crecimiento

Innovaciones

  • En comparación con otros métodos, su novedad reside en el mecanismo de integración del material genético en el huésped, evitando plásmidos inestables o procesos de recombinación de baja frecuencia. A medida que la integración del ADN suele proceder en monocopia, se evitan los efectos tóxicos producidos por ADN extraños o la integración de múltiples copias de ADN.
  • Las frecuencias de integración obtenidas con este método son 3 veces más altas que las obtenidas para los procedimientos de transposición que actúan en procedimientos similares
  • Las estructuras IR-ADN-IR de hasta 10 kb pueden insertarse fácilmente de una forma estable en el cromosoma de la bacteria. A medida que este proceso se repite varias veces, grandes cantidades de ADN's extraños pueden introducirse en el huésped y, por lo tanto, las capacidades metabólicas de acogida pueden ser fácilmente mejorados

Estado actual

El proceso se encuentra bien caracterizado, y las herramientas necesarias para su aplicación han sido sintetizadas y probadas. Actualmente, el método está protegido por una patente y está disponible para acuerdo de licencia

Las aplicaciones del proceso que se propone son tan diversos como las necesidades de innovación de cepas bacterianas para hacer frente a un aumento de su condición física o convertir las bacterias en una herramienta biotecnológica para catabolizar o sintetizar cualquier tipo de sustrato. Como ejemplos potenciales del proceso que se han llevado a cabo y cuyos resultados se han obtenido: 

  • Aumento en la capacidad de crecimiento a baja temperatura (4ºC)
  • Introducir los genes necesarios en esta cepa que le confieren la capacidad de utilizar un contaminante (alcanos, hidrocarburos lineales, etc.)