La molécula microbiana que convierte a las plantas en zombis

Describen un mecanismo de manipulación utilizado por bacterias parásitas para retrasar el envejecimiento de las plantas.

plantas zombis
John Innes Centre

Las escobas de bruja son deformidades que afectan a algunos árboles en los que surge una masa muy densa de brotes a partir de un único punto, y la estructura resultante se parece a una escoba, de ahí su nombre. Este es un clásico ejemplo de cómo algunos organismos parásitos son capaces de manipular a su antojo a los organismos huéspedes para satisfacer sus necesidades. Cuando están bajo el hechizo de un parásito, algunas plantas sufren cambios tan extensos que se las describe como ‘zombis’, que dejan de reproducirse y sirven solo como hábitat y hospedadores de los patógenos parásitos.

Hasta ahora, se disponía de poca información para comprender los mecanismos moleculares y genéticos que regulan estos hechizos. Ahora, un artículo que se publica en la revista científica Cell ha identificado una molécula producida por la bacteria Phytoplasma, causante de la enfermedad de las escobas de bruja, que está implicada en el secuestro del desarrollo de la planta huésped. Esta proteína hace que se descompongan los reguladores clave del crecimiento, lo que genera estas deformidades.

Las excrecencias tupidas que se observan en los árboles indican que la planta está atrapada en un estado vegetativo de zombi, y es incapaz de reproducirse, regresando por tanto a un estado de ‘eterna juventud’. “Los fitoplasmas son un ejemplo espectacular de cómo el alcance de los genes puede extenderse más allá de los organismos para impactar los entornos circundantes”, explica Saskia Hogenhout, investigadora en el John Innes Center y autora del trabajo.

Los nuevos hallazgos muestran cómo la proteína bacteriana conocida como SAP05 manipula las plantas aprovechando parte de la propia maquinaria molecular del huésped.

Esta maquinaria, llamada proteasoma, generalmente descompone las proteínas que ya no se necesitan dentro de las células vegetales. SAP05 secuestra este proceso, lo que hace que las proteínas vegetales que son importantes para regular el crecimiento y el desarrollo sean desechadas a un centro de reciclaje molecular. Sin estas proteínas, el desarrollo de la planta se reprograma para favorecer a las bacterias, lo que desencadena el crecimiento de múltiples brotes y tejidos vegetativos y detiene el envejecimiento de la planta.

A través de experimentos genéticos y bioquímicos en la planta modelo Arabidopsis thaliana, el equipo descubrió en detalle el papel de SAP05. Curiosamente, SAP05 se une directamente tanto a las proteínas de desarrollo vegetal como al proteasoma. Por lo general, las proteínas que son degradadas por el proteasoma se etiquetan con una molécula llamada ubiquitina de antemano, pero este no sería el caso.

Las proteínas del desarrollo de las plantas a las que se dirige SAP05 son similares a las proteínas que también se encuentran en los animales. El equipo tenía curiosidad por ver si SAP05, por lo tanto, también afecta a los insectos que transportan la bacteria de una planta a otra. Descubrieron que la estructura de estas proteínas del huésped en los animales difiere lo suficiente como para que no interactúen con SAP05 y, por lo tanto, no afecte a los insectos.

Sin embargo, esta investigación permitió al equipo identificar a los dos únicos aminoácidos en la unidad de proteasoma que se necesitan para interactuar con SAP05. Su investigación mostró que, si las proteínas vegetales se modifican para tener los dos aminoácidos que se encuentran en la proteína del insecto, SAP05 ya no las degrada, lo que evita el crecimiento anormal de la "escoba de bruja".

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