Design and characterization of a biosensor for the detection of codon-readthrough inducers

Abstract

Las enfermedades raras afectan a menos del 0.05% de la población mundial y se atribuyen en gran medida a desórdenes genéticos que generan proteínas incompletas. Los inductores de codon-readthrough (CR), como algunos aminoglucósidos (AGs), han sido evaluados como terapias potenciales debido a su capacidad para restaurar la traducción de genes afectados. En este trabajo, desarrollamos un biosensor eficiente basado en levaduras para la detección de moléculas con actividad CR. Construimos una cepa de Saccharomyces cerevisiae con un plásmido conteniendo el gen reportero de luminiscencia nluc modificado para incluir un codón de terminación prematura (PTC), lo que lo hace no funcional. La actividad CR, inducida por AGs comerciales como G418, gentamicina, tobramicina y paromomicina, restauran la funcionalidad del gen, generando una señal de luminiscencia en ensayos in vivo en microplaca. El sistema fue aplicado al análisis de 91 cepas de actinobacterias aisladas, identificando un potencial inductor de CR, proveniente de la cepa Streptomyces sp. CR101A. A través de minería genómica, fraccionamiento por Cromatografía Líquida de Ultra Alta Resolución (UPLC) y espectrometría de masas (MS), se identificó un clúster de genes biosintéticos (BGC) como responsable de la producción de una molécula con un anillo ciclitol. Actualmente, se trabaja con herramientas de biología sintética como CRISPR/Cas9 para la generación de mutantes y expresión heteróloga, para confirmar la implicación del BGC detectado en la producción del inductor de CR.