Biologia Molecular Mexico

El mundo microscópico es un campo de batalla constante donde la depredación ejerce una inmensa presión evolutiva. Las bacterias, presas comunes de organismos como las amebas, han desarrollado sofisticadas estrategias de defensa. Sin embargo, los detalles moleculares de estas interacciones, especialmente cómo las bacterias detectan y responden a sus depredadores, a menudo permanecen ocultos. Un estudio reciente publicado en la prestigiosa revista Cell por Shuaibing Zhang, Pierre Stallforth y colaboradores [1], desvela un mecanismo de defensa extraordinariamente ingenioso en la bacteria fitopatógena Pseudomonas syringae, al que han denominado “radar químico”.

P. syringae es una bacteria ubicua y devastadora, capaz de infectar una amplia gama de cultivos económicamente importantes. Como muchos microbios del suelo y la filosfera, está constantemente expuesta a la depredación por amebas bacterívoras, como Polysphondylium pallidum. Los investigadores observaron un fenómeno intrigante: dos cepas de P. syringae genéticamente muy similares (SZ47 y SZ57) mostraban destinos opuestos frente a la ameba. Mientras SZ57 era devorada fácilmente, SZ47 resultaba ser letal para el depredador. Esta diferencia radical sugería la existencia de un sistema de defensa específico en SZ47 ausente en SZ57.

Combinando genómica comparativa, análisis metabolómico y biología molecular, el equipo desentrañó el mecanismo. Ambas cepas bacterianas secretan un lipopéptido llamado siringafactina. Descubrieron que la ameba, probablemente en un intento de detoxificación, es capaz de modificar la siringafactina eliminando su cadena acílica (desacilación). Aquí radica la clave del “radar”: la cepa resistente SZ47 posee un sistema sensor específico, ausente en SZ57, capaz de detectar estos péptidos de siringafactina desacilados, que actúan como una señal de “retorno” modificada por el depredador.

Este sistema sensor se basa en una proteína reguladora bautizada como CraR (Chemical radar Regulator). Cuando CraR detecta los péptidos desacilados derivados de la acción de la ameba, activa la expresión de otros dos genes cercanos, craA y craC. Estos genes codifican para enzimas (una amidasa y una ciclasa, respectivamente) que toman los péptidos señalizadores (el producto de la desacilación amebal) y los convierten en un nuevo compuesto altamente tóxico para la ameba: la pirofactina. Es decir, la bacteria utiliza la propia actividad detoxificante de la ameba contra ella misma, convirtiendo la señal modificada devuelta por el depredador en un arma letal específica. Ni la siringafactina original ni los intermediarios desacilados mostraron toxicidad significativa contra la ameba; solo la pirofactina final resulta ser un potente amebicida.

La relevancia ecológica de este radar químico va más allá de la simple defensa. Los investigadores demostraron que, si bien ambas cepas (SZ47 y SZ57) pueden infectar plantas de Arabidopsis thaliana en ausencia de depredadores, solo aquellas cepas que poseen el sistema Cra funcional (SZ47 o SZ57 modificada para expresar CraR) logran infectar eficazmente a la planta en presencia de la ameba. Esto sugiere que el radar químico no solo protege a la bacteria, sino que también le permite superar la presión de la depredación en su nicho ecológico natural y mantener su capacidad patogénica. Dado que las amebas son consideradas agentes de control biológico de patógenos vegetales, este mecanismo representa una contraestrategia bacteriana para evadir dicho control.

El estudio encontró que el gen craR, responsable de la detección, está ampliamente distribuido entre diferentes cepas de P. syringae, lo que subraya la importancia de este sistema para la adaptación y éxito de este grupo bacteriano.

En conclusión, este trabajo presenta un fascinante ejemplo de coevolución y guerra química a nivel microscópico. El descubrimiento del “radar químico” no solo ilustra la sofisticación de las interacciones microbianas, sino que también abre nuevas vías para entender la ecología de patógenos vegetales y podría inspirar la búsqueda de nuevos productos naturales bioactivos derivados de estas complejas interacciones multipartitas. Este mecanismo subraya cómo la comunicación química y la modificación de señales son cruciales para la supervivencia y el éxito en el intrincado tapiz de la vida microbiana.

Referencia

[1] Zhang, Shuaibing et al. A chemical radar allows bacteria to detect and kill predators. Cell. 2025. https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.033