Nuestra investigación se basa en dos premisas principales relacionadas con la biología de Streptomyces:

1. Producen una amplia variedad de moléculas bioactivas frente a bacterias, hongos, etc, y poseen en su genoma un número muy amplio de rutas biosintéticas silenciadas que no se expresan en condiciones de laboratorio.
2. Son ubicuos, viven en ecosistemas complejos y son un grupo con un gran número de especies, muchas de ellas todavía por descubrir.

El objetivo principal del grupo es contribuir a desentrañar parte de la compleja red de regulación de la producción de antibióticos, aislar nuevos productores y buscar sus aplicaciones biotecnológicas en la mejora de su producción manipulando esta regulación o utilizando estos microorganismos como control biológico de patógenos de plantas.

Para la consecución de este objetivo abordamos la investigación desde tres estrategias:

1. El estudio de distintos reguladores generales de la producción de antibióticos como son los sistemas de dos componentes (TCSs), y los sistemas XRE/DUF397. Fruto de nuestro trabajo, en el primero de los casos, ha sido la descripción de varios TCSs que regulan bien positiva, AbrC y Aor1, bien negativamente, AbrA y AbrB la producción global de antibióticos, así como en alguno de los casos la diferenciación celular. Respecto a los sistemas XRE/DUF397, están compuestos por una proteína del tipo “Xenobiotic Response Elements” (XRE) y una proteína pequeña con un dominio DUF397. Hemos demostrado que estos sistemas, propuestos bioinformáticamente por otros autores como sistemas toxina/antitoxina, no se comportan como tal y su estudio nos ha permitido describir un fuerte regulador positivo de la producción de antibióticos Scr1/Scr2. Nuestro objetivo es conocer en detalle los mecanismos de regulación que ejercen ambos tipos de sistemas reguladores (TCSs o XRE/DUF397) para delecionarlos o sobreexpresarlos, según sea su papel regulador en la célula y lograr así cepas que nos permitan en el futuro la expresión y superproducción de antibióticos de interés comercial.
2. Las bacterias del género Streptomyces son microorganismos comunes del suelo donde interactuan positiva o negativamente con otros organismos del hábitat. Estas interacciones interespecíficas podrían ser las responsables de la activación, en su hábitat natural, de muchas de las rutas biosintéticas presentes en los genomas de los Streptomyces que están silenciadas en condiciones de laboratorio. Este aspecto lo estamos abordando, realizando co-cultivos de Streptomyces con otros microorganismos y analizando los compuestos sintetizados. Al mismo tiempo estamos estudiando el efecto de elicitores en la producción de antibióticos.
3. Dado que los actinomicetos son los mayores productores de compuestos antimicrobianos y son ubicuos, otra estrategia es incrementar el potencial arsenal de moléculas bioactivas producidas por nuevos Actinomicetos. En este sentido ya hemos aislado un número elevado de Actinomicetos de hábitats diversos como tierras alcalinas, intestino y heces de insectos xilófagos, nidos de avispas etc. Así hemos seleccionado varios microorganismos, Streptomyces principalmente, que presentan un elevado potencial frente a hongos fitopatógenos lo cual le da valor en una vertiente aplicada a nuestra investigación de su uso en control biológico.

Figuras. Colonias de Streptomyces coelicolor; Produccion de proteinas en Streptomyces lividans; Micelio de S. coelicolor crecido en medio liquido; Representacion esquematica de la regulacion ejercida por Aor1; Clonacion de rutas heterologas y produccion de antibioticos