Sensores que detectan cambios

Por Silvana Di Stefano para Prensa UNR 

Un grupo de investigadores trabaja en el estudio de un termosensor que detecta pequeños cambios en la temperatura exterior y desencadena reordenamientos funcionales y estructurales decisivos para la supervivencia. “Tratamos de entender como funciona un sensor, en este caso es un termosensor, una proteína que se ubica en una membrana de una célula y esta presente en distintos organismos. Nosotros trabajamos con una bacteria del suelo que es una bacteria modelo que se utiliza para muchas investigaciones pero el termosensor tiene análogos en otros organismos”, indicó la directora de la investigación Larisa Cybulski. El grupo se completa con las becarias María Eugenia Inda y Daniela Vázquez, todas pertenecientes al  Departamento de Microbiología de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de nuestra Universidad y al Conicet.

Para las científicas, la habilidad de detectar y responder a distintos estímulos externos, como el sonido, luz, temperatura, o estímulos internos, como hormonas y metabolitos es esencial para la supervivencia. “La comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen los procesos de percepción y transducción de estímulos, es decir la transformación de un tipo de señal o energía en otra de distinta naturaleza, continúa siendo un desafío en investigación”, plantearon.

El proyecto propone un abordaje multidisciplinario. Las investigadoras contaron que esta forma de estudio “ayuda a entender las bases biofísicas y moleculares que rigen el fenómeno de detección de una señal extracelular física, como es un cambio de temperatura para posteriormente convertirla en una señal química que resulta últimamente en un cambio de la expresión génica”.

Para entender de qué se trata la investigación, Cybulski explicó que “los termosensores son moléculas sensibles a la temperatura, que se encuentran en bacterias, insectos, plantas y mamíferos”. Asimismo, definió al sensor como “una proteína que se encuentra presente en la membrana celular y capta  información del medio y en nuestro caso temperatura”. Sin embargo, aclaró que “los sensores en general pueden detectar, hormonas, metabolito, sustancias tóxicas, presencias de agentes extraños, patógenos, entre otros”.  

En el mismo sentido, Cybulski indicó: “Este proyecto está enfocado a estudiar las bases que rigen el funcionamiento del termosensor bacteriano, al que llamamos DesK, y a extender el estudio a otros termosensores biológicos en microorganismos patógenos, así como abrir las puertas al diseño racional de biosensores”. 

El  proyecto consta de un pilar básico en donde se evalúa cuál es la naturaleza de las intervenciones biofísicas y uno aplicado, en el cual se valora qué grado de penetrabilidad tiene el mecanismo de transducción de señales que encontramos para el termosensor, estudiando su presencia en organismos de interés comercial y sanitario. En base a esto, Cybulski explicó: “Por ejemplo, Listeria es una bacteria que puede crecer a baja temperatura en el suelo, agua y alimentos refrigerados,  y además puede crecer intracelularmente a 37°C provocando serias infecciones en el hombre. Lo que intentamos descifrar es cuáles son los mecanismos que le permiten crecer a temperaturas tan disímiles como 0°C y 37°C”.

“El gran desafío es ahora transferir esta información al campo de la Biología Sintética y al diseño racional de nuevos dispositivos termosensores que puedan activarse en distintos rangos de temperatura, desarrollando así herramientas termogenéticas que puedan ser integradas en circuitos genéticos de interés”, indicó Cybulski. A lo que sumó: “Nuestro trabajo se proyecta además al diseño de sensores que puedan detectar otras señales de utilidad en la industria o la medicina y además utilizar esta información para diseñar algo nuevo. Por ejemplo, si conocemos cómo funciona el motor de un auto después podemos mejorarlo o diseñar motores con distintas propiedades”.

En cuanto al trabajo realizado y el desafío a futuro, las investigadoras coincidieron en que “es un proyecto ambicioso, pero plausible, ya que contamos con colaboradores nacionales e internacionales,  expertos, una becaria posdoctoral y dos becarios doctorales”.