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MADRID, 17 Feb. (EUROPA PRESS) -
Nuevas proteínas, recién descubiertas, que se unen al ADN en algunos de los entornos más extremos de la Tierra, pueden mejorar las pruebas médicas rápidas para enfermedades infecciosas, según la investigación de un equipo internacional, dirigido por la Universidad de Durham (Reino Unido), en colaboración con socios de Islandia, Noruega y Polonia.
El equipo, que ha puesto a disposición sus datos en la Oficina de Comunicaciones de la Universidad de Durham, analizó material genético de lagos volcánicos islandeses y respiraderos de aguas profundas a más de dos kilómetros por debajo de la superficie del Océano Atlántico Norte.
La naturaleza es la mayor fuente mundial de enzimas útiles, pero muchas permanecen sin descubrir. Mediante la secuenciación de ADN de última generación, los investigadores pudieron explorar enormes bases de datos que contienen millones de proteínas potenciales. Este enfoque les permitió identificar proteínas previamente desconocidas que se unen al ADN monocatenario y permanecen estables en condiciones adversas, como altas temperaturas, pH extremo o niveles elevados de sal.
Las proteínas recién descubiertas se estudiaron cuidadosamente mediante diversas técnicas de laboratorio. El equipo demostró que son excepcionalmente robustas y poseen la alta estabilidad térmica necesaria para su uso en biotecnología y medicina.
Los científicos también determinaron sus estructuras tridimensionales en alta resolución, proporcionando una visión detallada de cómo funcionan las proteínas y permitiendo una optimización futura a través del diseño de proteínas.
Así, se demostró que una de las nuevas proteínas de unión al ADN mejora las pruebas diagnósticas basadas en la amplificación isotérmica mediada por bucle, conocida como LAMP. Estas pruebas pueden detectar material genético de virus, bacterias o parásitos sin necesidad de equipos de laboratorio complejos.
La proteína añadida hizo que las pruebas fueran más rápidas y sensibles, mejorando la detección de ARN de virus como el SARS-CoV-2, así como de ADN de otros agentes infecciosos. Los hallazgos resaltan el valor de explorar entornos extremos para encontrar nuevas herramientas biológicas.
El investigador principal del estudio, el profesor Ehmke Pohl de la Universidad de Durham, declara: "Este trabajo destaca el enorme potencial de la bioprospección en hábitats extremos. Los resultados no solo son importantes para la bioeconomía, sino que también sientan las bases para todos los métodos de Inteligencia Artificial (IA) en la predicción de la estructura y el diseño de proteínas".
Las empresas de biotecnología buscan constantemente enzimas que puedan funcionar de forma fiable en condiciones exigentes, y las proteínas de fuentes termales o de océanos profundos son muy adecuadas para esta función. Los resultados también respaldarán esfuerzos más amplios en la predicción y el diseño de proteínas, incluido el desarrollo de métodos de inteligencia artificial que se basan en diversos ejemplos del mundo real.
De esta forma, el equipo continúa la búsqueda de nuevas proteínas de unión al ADN, con nuevos candidatos ya identificados y en investigación. Se están diseñando versiones mejoradas de estas proteínas y desarrollando nuevas pruebas LAMP para enfermedades tropicales desatendidas como la leishmaniasis y la enfermedad de Chagas, en colaboración con investigadores del Departamento de Biociencias de la Universidad de Durham. También se está trabajando con la empresa noruega de biotecnología ArcticZymes para explorar aplicaciones comerciales.
