Científicos de la Universidad de California, Davis, utilizaron inteligencia artificial para ayudar a las plantas a reconocer una gama más amplia de amenazas bacterianas, lo que podría conducir a nuevas formas de proteger cultivos como el tomate y la papa de enfermedades devastadoras. El estudio se publicó en Nature Plants .
por UC Davis
Las plantas, al igual que los animales, poseen sistemas inmunitarios. Parte de su arsenal de defensa incluye receptores inmunitarios, que les permiten detectar bacterias y defenderse de ellas. Uno de estos receptores, llamado FLS2, ayuda a las plantas a reconocer la flagelina, una proteína presente en las diminutas colas que utilizan las bacterias para nadar. Sin embargo, las bacterias son escurridizas y evolucionan constantemente para evitar ser detectadas.
«Las bacterias están en una carrera armamentista con sus huéspedes vegetales y pueden cambiar los aminoácidos subyacentes de la flagelina para evadir la detección», dijo la autora principal Gitta Coaker, profesora del Departamento de Fitopatología.
Para ayudar a las plantas a mantenerse al día, el equipo de Coaker recurrió al uso de la variación natural combinada con inteligencia artificial , específicamente AlphaFold, una herramienta desarrollada para predecir la forma 3D de las proteínas y rediseñó FLS2, esencialmente mejorando su sistema inmunológico para atrapar más intrusos.
El equipo se centró en receptores que ya se sabía que reconocían más bacterias, incluso si no se encontraban en especies de cultivos útiles. Al compararlos con receptores más específicos, los investigadores pudieron identificar qué aminoácidos debían modificarse.
«Logramos resucitar un receptor derrotado, uno donde el patógeno había ganado, y permitir que la planta tuviera la oportunidad de resistir la infección de una manera mucho más específica y precisa», dijo Coaker.
Coaker dijo que esto abre la puerta al desarrollo de una resistencia a enfermedades de amplio espectro en los cultivos utilizando diseño predictivo.
Uno de los objetivos de los investigadores es una importante amenaza para los cultivos: Ralstonia solanacearum, causante de la marchitez bacteriana. Algunas cepas de este patógeno transmitido por el suelo pueden infectar a más de 200 especies de plantas , incluyendo cultivos básicos como el tomate y la papa.
De cara al futuro, el equipo está desarrollando herramientas de aprendizaje automático para predecir qué receptores inmunitarios merece la pena editar en el futuro. También intentan reducir la cantidad de aminoácidos que deben modificarse.
Este enfoque podría utilizarse para mejorar la capacidad de percepción de otros receptores inmunes utilizando una estrategia similar.
Otros autores del estudio incluyen a Tianrun Li, Esteban Jarquin Bolaños, Danielle M. Stevens y Hanxu Sha de UC Davis y Daniil M. Prigozhin del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
Más información: Tianrun Li et al., Desbloqueo de la percepción expandida de la flagelina mediante la ingeniería racional de receptores, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-025-02049-y
