Secreción bacterias fitopatógenas
SISTEMAS DE SECRECIÓN TIPO III EN BACTERIAS FITOPATÓGENAS
El análisis de las interacciones patógeno-hospedador, así como el de los mecanismos moleculares de dicha interacción, son esenciales para el desarrollo de estrategias de lucha contra la infección en animales y en plantas. Los estudios realizados en esta línea han permitido además entender mejor, e incluso identificar procesos del hospedador. Las bacterias patógenas de animales y plantas utilizan estrategias comunes para la infección y colonización de sus hospedadores. La más importante la constituye su capacidad de inyectar proteínas (efectores) en el citosol de la célula hospedadora. Estos efectores son capaces de alterar el curso de una gran variedad de procesos celulares para permitir la supervivencia y proliferación del patógeno, y en consecuencia el desarrollo de la infección. En bacterias Gram- los procesos de secreción de efectores específicos de virulencia son llevados a cabo en su mayoría por sistemas de secreción de tipo III (T3SS por Type Three Secretion System). Los T3SS son esenciales para el desarrollo de algunas de las enfermedades más importantes, clínica y económicamente, que dichas bacterias causan en animales y en plantas. Esta linea de investigación se centra en el análisis del T3SS, incluyendo los mecanismos de regulación y secreción, y la caracterización funcional de los efectores, sus funciones de virulencia y las repuestas de defensa que dispara, así como los procesos de la planta implicados en ambos.
RESPONSABLE/S: Carmen R. Beuzón y Javier Ruiz Albert
Miembros:
Fernado Baisón Olmo, Ángel del Espino Perez, Nieves López-Pagán, Laura Mancera Miranda, Javier Rueda Blanco, José Rufián Plaza
Proyectos Activos:
- Título: EPIGENÉTICA E INDIVIDAULIDAD BACTERIANA EN POBLACIONES CLONALES DE PATÓGENOS DE PATÓGENOS: MECANISMOS MOLECULARES Y VALOR ADAPTATIVO EN PLANTAS.
- Referencia: PID2021-1272450B-100
- Duración:01/09/2022 - 31/08/2025
- Entidad Financiadora: MCIN/AEI/10.13039/501100011033/
- Investigador Principal: Carmen R. Beuzón y Javier Ruiz Albert
- Resumen: Los patógenos bacterianos codifican sistemas de virulencia que facilitan la colonización del tejido vegetal y entregan proteínas de virulencia para suprimir las defensas de las plantas. Pseudomonas syringae es una bacteria fitopatógena, relevante tanto como modelo académico como agronómico. La capacidad de P. syringae para adaptarse a diferentes nichos es un aspecto importante de su éxito epidemiológico. La virulencia de P. syringae se basa en su sistema de secreción tipo IIi (T3SS) para introducir efectores dentro de la célula huésped de la planta, donde estos pueden suprimir la activación de las vías de defensa, permitiendo que el patógeno prolifere y colonice el apoplasto de la hoja. Sin embargo, nuestro trabajo ha demostrado que solo una parte de la población bacteriana activa la expresión de los genes del T3SS dentro del apoplasto. Es más, la expresión del TESS en poblaciones clonales de P. syringae es biestable en medio de inducción del T3SS: con una subpoblación de bacterias T3SSON y otra subpoblación T3SSOFF. Estas subpoblaciones presentan diferencias en virulencia. Otro activo importante en la capacidad de P. syringae para adaptarse a diferentes nichos es el sistema flagelar, que proporciona movimiento y facilita el acceso a los nutrientes o al interior de la hoja. El filamento flagelar también es un inductor de las defensas de la planta. Por tanto, la expresión del apoplasto está regulada a la baja. Este proyeto analizará y caracterizará la expresión del flagelo en la población, dentro y fuera de la planta, y en relación con la expresión del T3SS.
La activación estocástica de la expresión génica en poblaciones clonales se puede determinar mediante mecanismos epigenéticos, p. Ej. metilación del ADN. Resultados del equipo nos ha permitido establecer los metilomas de dos de las principales estirpes modelo de P. syringae (patógenos de judia y tomate respectivamente) donde hemos identificado varios motivos de metilación, diferentes en cada cepa, abundantes en regiones promotoras y que muestran una superposición potencial con motivos de unión para factores de transcripción (TF). La superposición entre los sitios de unión de TF y la metilación es una característica clásica de la regulación epigenética de la expresión de genes estocásticos. Muchos de los sitios de metilación dentro de los genomas de estas dos cepas de P. syringae aparecen hemimetilados o no metilados, lo que sugiere que pueden estar involucrados en la regulación génica. Además, varios sitios de metilación (en parte sin metilar) se encuentran dentro de las regiones promotoras de reguladores clave de T3SS, vinculados previamente en nuestro laboratorio a la expresión biestable de los genes T3SS y probablemente involucrados en la regulación entre la expresión de T3SS y el sistema flagelar. Este proyecto caracterizará el papel de las metilasas de ADN en la regulación geníca en estas estirpes de P. syringae y en la generación de heterogeneidad fenotípica de loci relacionados con la virulencia en este patógeno.
La activación estocástica de la expresión génica genera heterogeneidad fenotípica en ausencia de diferencias genéticas y puede tener valor adaptativo. También investigaremos el papel que juegan las diferentes subpoblaciones en la adaptación a la planta en diferentes contextos de defensa y patosistemas, y si estos son importantes para la resistencia de la planta o la resistencia de patógenos a otros estrategias de control
- Título: Identificación y análisis de genes de Salmonella entérica implicados en la colonización de plantas
- Referencia: PY18-2398
- Duración:01/01/2020 - 31/12/2022
- Entidad Financiadora: Proyectos de Excelencia, Junta de Andalucía
- Investigador Principal: Carmen R. Beuzón
- Participantes: Josep Casadesus (US), Rocío Fernández-Fernández (US) Nieves López Pagán, Laura Mancera Miranda, José S. Rufián
