Un metabolito vegetal ampliamente distribuido muestra potencial para combatir enfermedades bacterianas de los cultivos agrícolas.
Los patógenos bacterianos como los que causan el tizón bacteriano del arroz, el marchitamiento bacteriano del tomate y el cancro bacteriano del kiwi plantean una amenaza importante para la agricultura mundial. Sin embargo, existen pocos pesticidas eficaces para controlar estas enfermedades, y los bactericidas y antibióticos a base de cobre tienen una eficacia limitada y plantean riesgos ambientales.
Los científicos chinos lograron recientemente un gran avance en esta área, demostrando que un metabolito común de defensa de las plantas puede ayudar a combatir enfermedades bacterianas en los cultivos, escribió Zhang Nannan en un comunicado de la Academia de Ciencias de China.
El metabolito erucamida inhibe la virulencia de las bacterias patógenas al dirigirse específicamente al ensamblaje del inyectoma de secreción tipo III (T3SS), una «máquina» molecular con forma de aguja utilizada por las bacterias Gram negativas para inyectar proteínas efectoras directamente en las células huésped.
El estudio fue dirigido por el grupo del profesor Zhou Jianmin del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias en colaboración con el grupo del profesor Lei Xiaoguang de la Universidad de Pekín. El estudio fue publicado en la revista Science.
Los investigadores determinaron que la erucamida, un metabolito de defensa vegetal antiguo y de amplio espectro, inhibe la actividad del T3SS en una variedad de patógenos bacterianos. El análisis genético mostró que las plantas con niveles elevados de erucamida exhibieron una mayor resistencia a los patógenos bacterianos, mientras que las plantas con niveles reducidos exhibieron una menor resistencia. Estos resultados indican que la erucamida juega un papel fundamental en la inmunidad de las plantas contra las bacterias.
Utilizando una combinación de técnicas avanzadas que incluyen microscopía electrónica, análisis bioquímicos, predicción de la estructura de proteínas, acoplamiento molecular y modelado de dinámica molecular, los investigadores demostraron que la erucamida se une a HrcC, un componente conservado del T3SS. Esta interacción interrumpe el ensamblaje del inyectoma T3SS, una estructura utilizada por las bacterias para inyectar toxinas en las células huésped.
En particular, el bolsillo de unión de erucamida en HrcC está altamente conservado en todas las especies bacterianas, lo que sugiere que este mecanismo puede tener una amplia gama de aplicaciones.
Además, los investigadores demostraron que la aplicación exógena de erucamida puede proteger los cultivos de enfermedades bacterianas, destacando su potencial como biopesticida para la agricultura sostenible.
Esta investigación proporciona conocimientos importantes sobre la inmunidad de las plantas y allana el camino para el desarrollo de nuevos agentes antibacterianos respetuosos con el medio ambiente, así como estrategias de mejoramiento molecular para producir cultivos resistentes a las enfermedades bacterianas.
Fuente: Academia China de Ciencias. Autor: Zhang Nannan.
El gráfico muestra un modelo de alteración del ensamblaje de T3SS inducida por erucamida en un patógeno bacteriano. Fuente: IGDB.
