Complete Genome of Lactiplantibacillus plantarum 25 (LP25) Isolated from Commercialized Pig Feces

En el mundo de los alimentos y la medicina, un tipo específico de bacteria conocido como Lactiplantibacillus plantarum ocupa un lugar especial. Es un trabajador microscópico que se encuentra en alimentos fermentados como el chucrut y los pepinillos, y también se utiliza ampliamente como probiótico, un ayudante vivo que se añade a los alimentos y suplementos para apoyar la salud intestinal. Debido a que esta bacteria es generalmente reconocida como segura por las autoridades sanitarias, los científicos suelen utilizarla como un vehículo de entrega para vacunas o como una fábrica para producir proteínas útiles. Sin embargo, como ocurre con cualquier ser vivo introducido en el cuerpo, existe la necesidad de comprender completamente su composición genética. Así como un mecánico necesita conocer cada pieza de un motor antes de ponerlo en un coche, los investigadores deben mapear todo el código genético de una cepa probiótica para asegurar que no posea riesgos ocultos, tales como genes que podrían darle resistencia a los antibióticos, que son medicamentos utilizados para matar bacterias dañinas.

Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Kangwon en Corea del Sur ha proporcionado ahora este mapa genético completo para una cepa específica de esta bacteria, conocida como LP25. Esta cepa en particular fue recolectada originalmente de las heces de cerdos en una granja comercial y desde entonces se ha convertido en una herramienta favorita para los científicos que desean manipular bacterias para entregar vacunas o estudiar la expresión génica. Los investigadores querían saber exactamente qué había dentro del manual de instrucciones genéticas de LP25 para confirmar su seguridad y comprender su potencial. Para lograrlo, no solo examinaron unos pocos genes; secuenciaron el genoma completo, que es el conjunto total de instrucciones de ADN que le dice a la bacteria cómo vivir y funcionar.

El equipo utilizó dos potentes tecnologías de secuenciación para leer el ADN. Un método lee el código genético en fragmentos cortos y altamente precisos, mientras que el otro lee tramos de ADN mucho más largos. Al combinar los resultados de ambos métodos, pudieron ensamblar una imagen completa y libre de errores de la estructura genética de la bacteria. El resultado final reveló que LP25 tiene un único cromosoma circular que tiene 3.298.237 pares de bases de longitud. Además de este cromosoma principal, la bacteria transporta tres anillos más pequeños de ADN independientes llamados plásmidos, que son como kits de herramientas adicionales que la célula puede utilizar. Los investigadores identificaron 3.172 genes distintos dentro de este material genético, los cuales actúan como las instrucciones para construir las proteínas que la bacteria necesita para sobrevivir.

Cuando los científicos analizaron estos genes, encontraron varias características que explican por qué esta bacteria es tan útil. Descubrieron un grupo de genes responsables de producir la plantaricina, una sustancia natural que puede inhibir el crecimiento de otras bacterias, lo que ayuda a la cepa a competir en su entorno. Más importante aún para la seguridad, buscaron genes que pudieran permitir que la bacteria resistiera a los antibióticos. Su búsqueda encontró dos genes de este tipo: uno que proporciona resistencia a un tipo de antibiótico llamado tetraciclina y otro que resiste un fármaco llamado lincomicina. Estos genes se encontraban en los anillos de plásmidos más pequeños en lugar del cromosoma principal. Los investigadores señalaron que, aunque encontraron estas instrucciones genéticas, no probaron la bacteria en un laboratorio para ver si realmente resiste los fármacos en un sistema vivo; solo encontraron los planos de la resistencia.

El estudio también situó a esta cepa en el árbol genealógico de bacterias relacionadas. Al comparar los genes centrales de LP25 con los de otras especies similares, los investigadores encontraron que está más estrechamente relacionada con otra cepa llamada L. plantarum W32. Esto confirma su identidad y ayuda a los científicos a comprender cómo encaja en el amplio mundo de las bacterias ácido lácticas. Los datos genéticos completos, incluyendo los mapas del cromosoma y los plásmidos, se han puesto a disposición del público a través de bases de datos internacionales. Esto permite a otros científicos utilizar esta información para comparar diferentes cepas, verificar la seguridad en nuevas aplicaciones o diseñar mejores formas de utilizar esta bacteria como una herramienta para la salud humana.

Si bien el estudio proporciona un plano genético exhaustivo, los autores advierten cuidadosamente sobre sus límites. Los datos provienen de un solo aislado, lo que significa que representa a esta cepa específica y no puede aplicarse automáticamente a todas las bacterias L. plantarum que se encuentran en el mundo. Además, la identificación de los genes de resistencia a los antibióticos se realizó mediante un análisis computarizado de la secuencia de ADN, no a través de experimentos físicos que midan cómo reaccionan las bacterias a los fármacos. Del mismo modo, la presencia de los genes de la plantaricina sugiere que la bacteria puede producir compuestos antimicrobianos, pero el equipo no realizó pruebas para confirmar que realmente mata a otras bacterias en un cultivo. Estos hallazgos sirven como un punto de referencia de alta calidad, ofreciendo una visión clara y detallada del panorama genético de una cepa probiótica ampliamente utilizada, dejando la confirmación final de su comportamiento a futuros experimentos de laboratorio.