Las bacterias Xanthomonadales son un miembro importante de la microbiota vegetal y parecen estar especializadas para sobrevivir y prosperar en hábitats de suelo y raíces de plantas. Los científicos concluyeron que la capacidad generalizada de modular las respuestas inmunes de las plantas probablemente contribuyó a esta especialización y a su pertenencia central a la microbiota.
Un estudio realizado por científicos del Instituto Max Planck de Investigación sobre Mejoramiento Vegetal en Colonia ha demostrado que la capacidad de suprimir las respuestas inmunes de las plantas es característica de muchas bacterias que viven en raíces de plantas sanas. Esta característica estabiliza las comunidades bacterianas, conocidas como microbiota de la raíz, frente a perturbaciones del sistema inmunitario de la planta. El artículo fue publicado en la revista Nature Plants.
El sistema inmune de las plantas es una red de defensa altamente especializada y sensible que sirve para repeler los microbios patógenos que intentan explotar los recursos de las plantas. Por lo tanto, las plantas escanean constantemente su entorno en busca de firmas bacterianas que actúen como señales de alarma sobre la presencia de posibles invasores.
Una de las características más comunes es un patrón corto en la flagelina bacteriana, una proteína que forma el apéndice similar a un cabello que permite a las bacterias moverse.
Las respuestas inmunes de las plantas, que implican la redistribución de recursos desde el crecimiento a la defensa, se activan cuando la flagelina es reconocida por un receptor vegetal llamado FLS2. Sin embargo, la flagelina no sólo se encuentra en bacterias patógenas, sino también en aquellas que tienen una relación comensal con sus plantas hospedantes, que albergan una colección diversa de microbios conocida como microbiota.
¿Cómo entonces las bacterias comensales, que son ubicuas en todas las plantas y superan en número a las bacterias patógenas en las plantas sanas, colonizan y persisten en sus huéspedes? Los científicos ahora comprenden mejor esta aparente contradicción.
Los investigadores, dirigidos por los coautores Ka-Wai Ma y Paul Schulze-Lefert, sabían por trabajos anteriores que el 40% de todas las bacterias que se encuentran en raíces sanas, incluidas las bacterias del orden Xanthomonodales (un orden importante de la microbiota vegetal), tienen la capacidad de suprimir las respuestas inmunes de las plantas, según lo determinado por su capacidad para mitigar la inhibición del crecimiento de las raíces asociada al reconocimiento de flagelina.
En un análisis más específico, la primera autora Jana Ordon y sus colegas descubrieron que la inmunosupresión en realidad está muy extendida entre Xanthomonadales . Al centrarse en una de estas cepas supresoras de Xanthomonodales , R179, pudieron determinar que R179 utiliza una combinación de diferentes mecanismos para lograr esto.
En uno de ellos, R179 elimina la flagelina y otras moléculas peligrosas que activan la respuesta inmune de la planta. Los científicos también identificaron dos componentes del transportador R179 que pueden funcionar para mover moléculas inmunosupresoras al espacio entre la bacteria y la planta huésped. Así, las bacterias comensales poseen inesperadamente, como los patógenos, un repertorio de mecanismos para evadir las respuestas inmunes de las plantas.
La planta modelo Arabidopsis thaliana crece en un medio nutritivo. La flagelina desencadena respuestas inmunes que desplazan recursos hacia la defensa, lo que resulta en una reducción del crecimiento de las plantas. La colonización por el comensal Rhodanobacter (orden Xanthomonadale) compensa este desequilibrio entre crecimiento y defensa a través de un sistema de transporte y degradación de flagelina. Fuente: Instituto Max Planck para la Investigación en Mejoramiento Vegetal.
Al analizar en detalle las respuestas de las plantas, el equipo de investigación pudo establecer la importancia de esta inmunosupresión para las comunidades bacterianas asociadas a las raíces. Determinaron que R179, que contiene moléculas inmunogénicas, no sólo puede bloquear su propio reconocimiento por parte de la planta, sino que también puede incluir a otros miembros de la comunidad microbiana en su camuflaje.
Por lo tanto, aunque R179 en sí no contiene la proteína flagelina, su capacidad para suprimir las respuestas inmunes activadas por la flagelina le da una ventaja competitiva en la comunidad, es decir, le permite superar a las bacterias no inmunosupresoras y, por lo tanto, las Xanthomonadales son un orden importante de la microbiota vegetal.
Fuente: Sociedad Max Planck.
