Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco

Amigos intocables: Intercambio de genes entre plantas y bacterias

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Todos los organismos vivos interactúan con otros; una de las relaciones más estrechas es la de simbiosis, que significa “viviendo juntos”. Un ejemplo de simbiosis es nuestra relación con el grupo de bacterias que componen la microbiota de nuestra piel, boca, intestino y otras partes del cuerpo. Esta microbiota nos ayuda a prevenir infecciones, y mantener saludables nuestros tejidos. Estas bacterias, viven felizmente en nuestro cuerpo ya que tienen condiciones adecuadas de crecimiento, como son nutrientes, temperatura, pH, entre otros. Sin embargo, este tipo de interacción no es exclusiva de humanos, las plantas también tienen una microbiota y su interacción simbiótica promueve el bienestar de ambas partes, de las plantas y de las bacterias.

Arabidopsis thaliana es la planta modelo más usada, por lo tanto, su microbioma es conocido. En un estudio reciente publicado por Shelly Haimlich y colaboradores, se analizaron las secuencias genómicas de A. thaliana y de los miembros de su microbioma. Los investigadores encontraron que A. thaliana y su microbiota transfirieron 75 genes entre ellos. Este fenómeno es conocido como Transferencia Horizontal de Genes (HGT; por sus siglas en inglés).

La mayoría de estos genes están relacionados con el metabolismo de carbohidratos, los cuales son importantes en funciones estructurales y energéticas en plantas y bacterias. De manera interesante, las bacterias transfirieron hacia las plantas genes relacionados con la biosíntesis de auxinas, las cuales son hormonas de crecimiento en plantas. De hecho, este estudio consideró que la HGT puede ser una consecuencia de la evolución, y mostró que la transferencia de genes es beneficiosa para ambas partes. Para evaluar la implicación de HGT, los investigadores estudiaron si el gen DET2 de bacteria realizaba la misma función en la planta. El gen DET2 es esencial para el crecimiento de plantas ya que participa en la biosíntesis de fitohormonas, y la pérdida de este gen resulta en enanismo. Con el objetivo de probar esto, los investigadores generaron una planta mutante (det2) que no expresa el gen DET2; también generaron un mutante que expresa el gen DET2 de bacteria en lugar del gen DET2 de planta (IfDET2-NG). Ellos encontraron que, como se esperaba, la planta mutante det2 es más pequeña en comparación con la planta en condiciones normales que no contiene mutaciones (wild-type, WT). En cambio, la planta IfDET2-NG creció muy similar a la planta control (WT), indicando que el gen DET2 de bacteria conserva la función original del gen DET2 de plantas.

Los hallazgos de esta investigación muestran cómo organismos simbiontes se convierten en amigos intocables al compartir genes esenciales en ambas direcciones a través de la Transferencia Horizontal de Genes (HGT). Esto permite que en caso de que un organismo pierda estas funciones esenciales, el organismo amigo provea esta función y ayude al organismo afectado a sobrevivir y por lo tanto asegure su éxito evolutivo.