El Dr. Oscar Millet en CIC bioGUNE

Un grupo de investigadores del Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias, CIC bioGUNE, liderados por el Dr. Oscar Millet, ha descubierto los mecanismos que explican la extraña capacidad de adaptación de algunas proteínas a medios hostiles y extremos, en concreto a entornos de alta salinidad. La investigación ha sido publicada recientemente en la prestigiosa revista Plos Biology.

La vida en la tierra exhibe una enorme capacidad de adaptación al medio, y los seres vivos habitan hasta en los lugares más inhóspitos. Las arqueas halófilas son un grupo de organismos unicelulares que viven en las salinas y lagos salados, donde la alta concentración de sal haría reventar las células. Para evitar el choque osmótico, dichas arqueas equilibran la concentración de sal del interior de la célula con la del entorno.

Los investigadores que han desarrollado el proyecto se han valido de técnicas de alta resolución de la Unidad de Biología Estructural de CIC bioGUNE, como la resonancia magnética nuclear (RMN) y el dicroísmo circular, con una serie de proteínas para establecer las bases estructurales y termodinámicas del mecanismo de adaptación a ambientes de alta salinidad.

En este sentido, se ha conseguido entender la relación entre la composición de aminoácidos y la adaptación a la sal. En ambientes de alta salinidad, la concentración de agua se reduce y estos aminoácidos se acumulan en la superficie, minimizando las interacciones con el agua. “Hemos contestado una pregunta difícil que llevaba del orden de 15 o 20 años sin resolverse”, afirma el Dr. Oscar Millet, que recuerda que este enigma ha sido objeto de investigación desde hace años por parte de muchos grupos de investigación de EEUU e Israel, en este último caso por la proximidad del Mar Muerto.

“El punto de llegada es entender que se trata de la interacción con el disolvente, es decir, que reduce la interacción con el medio acuoso. Si tienes una proteína en un entorno acuoso, el agua solubiliza la proteína. Pero si tienes sal en el medio, el agua tiene que repartir su función: debe disolver la sal y la proteína. Esto hace que la proteína tenga que perder contactos. Y esta composición de aminoácidos permite perder contactos sin gran perjuicio para la conformación y la estabilidad de la proteína. Es ahí donde está el quid de la cuestión”, explica Millet.

La principal aplicación que puede tener este hallazgo científico es la ingeniería de enzimas, porque, en opinión de Oscar Millet, en los bio-reactores se dan “unas condiciones de escasez de agua parecidas a las que se pueden dar en entornos salinos”.

En definitiva, su utilización sería factible en el ámbito de la biotecnología, en concreto en el uso industrial de sustancias biológicas que permiten cumplir los preceptos de la ‘química verde’ de reducir emisiones tóxicas e incluso pueden reducir la emisión de gases efecto invernadero a la atmósfera en la medida que las técnicas empleadas contribuyen a reducir la energía necesaria para realizar los procesos industriales.