PLANTAS

La guerra subterránea entre bacterias y raíces

Un equipo descubre los mecanismos de defensa de las plantas para determinados patógenos que atacan a sus raíces y cómo estas bacterias, a su vez, han evolucionado para tomar contramedidas.

Imagen con microscopio electrónico de las bacterias (azul) atrapadas en el ADN (amarillo)
Imagen con microscopio electrónico de las bacterias (azul) atrapadas en el ADN (amarillo) Tran et al.

En el suelo bajo nuestros pies se libra una batalla entre bacterias y plantas. En la superficie de las raíces existen una serie de células especializadas cuya principal misión es evitar que los millones de patógenos del subsuelo inicien una invasión con consecuencias fatales. Pero los invasores han desarrollado armas que permiten burlar estas defensas.

Para conocer mejor los detalles de esta batalla, el equipo de Caitilyn Allen ha realizado una serie de experimentos cuyo resultado publica esta semana en la revista PLOS Pathogens. El trabajo se ha centrado en el estudio de una bacteria concreta, R. solanacearum, uno de los patógenos más frecuentes  en cultivos como la patata, el tomate o el plátano. Estas bacterias viven en el suelo, detectan las raíces y se introducen por las pequeñas fisuras que encuentran en la planta, donde se multiplican y bloquean el transporte de nutrientes hasta que la planta muere.

Las bacterias se introducen por las pequeñas fisuras que encuentran en la planta

Allen y sus colegas se centraron en estudiar el efecto de R. solanacearum sobre la planta del guisante y sobre el tomate y descubrieron que las plantas responden al ataque soltando hebras de ADN que se convierten en una especie de red pegajosa que detiene a las bacterias. Según sus resultados, ese sistema permite a las plantas matar hasta un 25% de sus atacantes, combinando el ataque con el uso de la histona H4, una proteína asociada también al ADN. Una parte muy interesante del trabajo es que cuando los científicos expusieron las mismas raíces de las plantas a bacterias de otras especies, el mecanismo de tela de araña de ADN no se desató, de modo que algo provoca que la planta reconozca al atacante. Pero, ¿qué es?

Para averiguarlo hicieron la prueba con bacterias que tenían distintas partes del código genético silenciado y descubrieron que en aquellas que la cola en forma de propulsor estaba desactivada, la planta no activaba el mecanismo de defensa, de modo que este flagelo es el que indica a las células de las raíces que deben tomar medidas. Pero además, Allen y su equipo vieron que en el genoma de R. solanacearum hay dos genes (nucA y nucB) que codifican una serie de endonucleasas, unas enzimas que actúan como tijeras y cortan las moléculas de ADN con las que la planta se defiende.

Los patógenos usan enzimas que cortan el ADN para escapar

Modificando genéticamente a una cepa de bacterias para que no tuvieran este mecanismo de contradefensa, los científicos comprobaron que éstas quedaban atrapadas en la malla de ADN de manera mucho mayor que las que sí lo tienen, de modo que se demuestra que los patógenos usan estas enzimas para escapar. Los autores investigan ahora mecanismos de defensa similares en otras plantas en las que estas expulsan ADN para atrapar a los patógenos. Comprendiendo mejor estos procesos, esperan contribuir a desarrollar mejores cepas de plantas más resistentes a este tipo de bacterias.

Refrencia: Escaping Underground Nets: Extracellular DNases Degrade Plant Extracellular Traps and Contribute to Virulence of the Plant Pathogenic Bacterium Ralstonia solanacearum (PLOS Pathogens) doi:10.1371/journal.ppat.1005686


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