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El estilo de vida y la adaptación al nicho ecológico juegan un papel relevante en la selección del perfil de quimiorreceptores en bacterias

Para asegurar su supervivencia en un entorno natural, los microorganismos precisan de una constante adaptación a las condiciones cambiantes del medio. Para ello, las bacterias están equipadas con un amplio surtido de sistemas de transducción de señal capaces de percibir una gran variedad de estímulos ambientales. Las rutas de quimiopercepción son unos de los sistemas de transducción de señal más extendidos entre los procariotas. En un ruta de quimiopercepción canónica la unión de un determinado compuesto 'señal' al dominio de unión a ligando (LBD) de un determinado quimiorreceptor (CR) inicia la cascada de transducción de señal. Dicho proceso controla, en último término, la rotación flagelar traduciéndose, de este modo, la información ambiental en instrucciones que determinarán el movimiento de la bacteria. Aunque los CRs desempeñan un papel clave en las distintas interacciones que ocurren entre la planta y su microbiota, tales como los procesos de colonización o infección bacterianos, se sabe muy poco sobre su especificidad filogenética y ecológica. Considerando la enorme variedad de LBDs existentes en las proteínas encargadas de la percepción de señales, una pregunta aún por responder sería ¿Qué fuerzas son las responsables de su selección y evolución?

En el presente estudio, usando un nuevo método de agrupación (clustering) por homología, se han analizado atendiendo a sus LBDs, 82.277 secuencias de CRs de 11.806 especies microbianas representativas, que abarcan toda la filogenia procariota. Se proporciona, también, un catálogo exhaustivo del los CRs clasificados en función de su LBD, en el que se incluye un gran número de posibles nuevos tipos de LBDs. Mediante análisis filogenómicos se han identificado, además, cientos de LBDs que se encuentran de manera predominante en bacterias asociadas a plantas y cuya distribución taxonómica solo se explicaría de manera parcial si se toma como base únicamente la filogenia. De hecho, los resultados obtenidos en este trabajo demuestran que el perfil de tipos de LBDs de un genoma dado se puede relacionar con la especialización de su estilo de vida, siendo las bacterias simbiontes de plantas y las fitopatógenas las que presentan un mayor número de LBDs específicos de nicho. Los resultados de este estudio ofrecen nuevas oportunidades de investigación en el campo de la transducción de señal, tales como explorar relaciones similares en CRs de bacterias con estilos de vida diferentes al de asociación a planta, como por ejemplo el de la microbiota intestinal.

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Publicación Original:

Sanchis-López, C., Cerna-Vargas, J.P., Santamaría-Hernando, S., Ramos, C., Krell, T., Rodríguez-Palenzuela, P., López-Solanilla, E., Huerta-Cepas, J., Rodríguez-Herva, J.J. 2021. Prevalence and Specificity of Chemoreceptor Profiles in Plant-Associated Bacteria. mSystems e00951-21. DOI: 10.1128/mSystems.00951-21

 

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