Un database di conoscenze contro la resistenza antimicrobica

Gli integroni sono piattaforme di reclutamento genetico altamente efficienti che fanno parte degli elementi genetici mobili come i plasmidi e sono quindi uno dei fattori principali da affrontare nella lotta contro la resistenza antimicrobica. Il progetto ICADIGE (The integron cassette dynamics and the integrase gene expression) ha studiato le dinamiche molecolari dell’integrone e l’enzima responsabile dell’integrazione di altri geni, l’integrasi.

I ricercatori hanno lavorato con i geni e con i loro prodotti che permettono l’inserimento di ulteriori cassette, tra cui il gene int1 che codifica un enzima appartenente alla famiglia integrasi e una sequenza attC che affianca le cassette e permette l’integrazione di altre cassette nel sito attI.

Per analizzare le possibilità evolutive della proteina integrasi, gli scienziati hanno ricodificato il gene int1 in due geni alternativi ma sinonimi, sottoponendo poi le mutazioni a esperimenti di evoluzione diretta. Oltre a identificare le frequenze delle diverse mutazioni, i ricercatori hanno caratterizzato i dati strutturali sui vincoli della reazione.

Analizzando l’evoluzione dei tre geni in parallelo, il team ICADIGE ha indotto elementi di evoluzione convergente e parallela, interazioni epistatiche in cui gli alleli delle mutazioni mascheravano gli effetti di altri e la rievoluzione dei residui di aminoacidi.

La comprensione degli elementi che determinano la resistenza antimicrobica potrebbe portare allo sviluppo di molecole in grado di arrestare il processo di ricombinazione che porta alla creazione di nuove mutazioni resistenti. Le proteine chiave del processo isolate durante il lavoro svolto dal team potranno essere cristallizzate per procedere ulteriormente con il lavoro, fino a chiarire il ruolo che svolgono nella resistenza.