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Un estudio con participación del CSIC descubre nuevas funciones de una proteína amiloide que podría ayudar a mejorar métodos de biocontrol en agricultura sostenible

12/05/2020
  • La investigación ha sido desarrollada por el laboratorio Biobac, dirigido por el investigador de la Universidad de Málaga, Diego Romero, e integrado en el Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora”
  • Los amiloides son proteínas conocidas sobre todo por su asociación con enfermedades degenerativas en humanos. Son proteínas ampliamente distribuidas en el mundo microbiano
  • Estas proteínas son responsables del ensamblaje de la matriz extracelular durante la formación de “biofilms”

Sevilla, 11 de mayo de 2020. Un equipo del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora” (IHSM), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Málaga (UMA), ha comprobado que aquellas células de Bacillus subtilis, una especie bacteriana estudiada en su laboratorio Bacbio, que carecen de una proteína de naturaleza amiloide (TasA), muestran toda una serie de anomalías y disfunciones citológicas que las conducen a su muerte prematura. El hallazgo permite avanzar en la compresión del papel de las proteínas amiloides, que están ampliamente distribuidas en el mundo microbiano, y sus funcionalidades. La investigación ha aparecido recientemente en Nature Communications.

El equipo del IHSM agrupado en el Laboratorio Bacbio, dirigido por el investigador de la UMA Diego Romero, aborda especialmente esta bacteria, Bacillus subtilis, haciendo énfasis en dos aspectos: el estudio de sus bases moleculares que conducen a la formación de comunidades bacteriana conocidas como “biofilms; y cómo esos biofilms contribuyen a la actividad beneficiosa de Bacillus como de agente de biocontrol en modelos de agricultura sostenible. Este estudio se ha llevado a cabo gracias a la financiación de la European Research Council (programa ERC-StG) y del Ministerio de Economía y Competitividad. Los biofilms son comunidades de células bacterianas adheridas a una superficie. Se forman como resultado de la activación de un complejo proceso de diferenciación celular en respuesta a la integración de señales externas y propias, y el ensamble de una matriz extracelular (ECM), que, por simplicidad, mantiene la cohesión de las células y confiere protección a la colonia.

En opinión de Romero, investigador del IHSM y autor principal del estudio, “estos hallazgos permiten asignar a esta proteína amiloide una doble funcionalidad; por una parte, el ensamblaje de la matriz extracelular durante la formación de “biofilms”; y por otra, la regulación de la estabilización y dinámica de la membrana celular. Ambos procesos contribuyen positivamente a la plena adaptación de Bacillus a la superficie de las plantas. Nuestros resultados resaltan el interés por el estudio de este heterogéneo grupo de proteínas amiloides, que definitivamente va más allá de su implicación en enfermedades”, puntualizó.

Los amiloides y su “mala prensa”

Los amiloides son proteínas conocidas sobre todo por su asociación con enfermedades degenerativas en humanos. De hecho, dan nombre a la “amiloidosis”, enfermedad producida por la acumulación de amiloides en los órganos o tejidos. No obstante, explica la investigación que las proteínas amiloides, entre ellas TasA tienen la capacidad de adoptar un pliegue con propósitos muy diversos en la naturaleza, motivo por el que se les denomina amiloides funcionales.

Concluye Romero que “El hecho de que este tipo proteínas esté ampliamente distribuida en el mundo microbiano, abre la posibilidad a que en otras especies bacterianas estén desempeñando un papel similar de estabilización de la integridad celular, o al menos un papel diferente y complementario al inicialmente observado en cada uno de esos sistemas. Desde un punto de vista aplicado, la desregulación que se produce al eliminar esta proteína amiloide permite visualizar estrategias para mejorar la actividad de estos agentes de biocontrol con el fin de potenciar y afianzar su uso en el marco de modelos sostenibles de producción de alimentos y protección de cultivos”.

Cámara-Almirón, J., Navarro, Y., Díaz-Martínez, L. et al. Dual functionality of the amyloid protein TasA in Bacillus physiology and fitness on the phylloplane. Nat Commun 11, 1859 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15758-z

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