Organización genómica de los sistemas flagelares en Bradyrhizobium spp

ANÍBAL R. LODEIRO

Londrina

Congreso; XXVII Reunión Latinoamericana de Rizobiología (RELAR); 2016

Asociación Latinoamericana de Microbiología

En la mayoría de las bacterias que transcurren parte de su ciclo de vida en el medio ambiente, la movilidad constituye un rasgo de fundamental importancia para su supervivencia y adaptación al entorno. El tipo de movilidad mejor estudiado es la natación impulsada por flagelos, que constituyen una de las organelas más complejas de la célula procariota. En los flagelos pueden distinguirse tres estructuras fundamentales: el cuerpo basal insertado en la membrana y que contiene el motor flagelar, el filamento, que se proyecta fuera de la célula, y un conector conocido como gancho, que une al cuerpo basal con el filamento. Existe una gran diversidad en las estructuras y modos de organización de la información genética necesaria para la síntesis, funcionamiento y regulación de los flagelos en distintas especies, pero estudios de genómica comparada han llevado a la conclusión de que un núcleo básico de 24 genes estructurales es compartido por todas ellas. En el caso de los rizobios existen pocos estudios sobre la organización genómica de los flagelos. Un caso llamativo es el del género Bradyrhizobium, que contiene a las principales especies noduladoras de soja. En este género existen especies como B. liaoningense, que no posee flagelos, B. elkanii, que posee un solo sistema de flagelos, y B. japonicum y B. diazoefficiens, que poseen dos sistemas de flagelos diferentes, los cuales pueden expresarse simultáneamente en la misma célula. A pesar de esta diversidad funcional, todas estas especies viven en el suelo y nodulan soja. El caso mejor estudiado es B. diazoefficiens, que expresa un flagelo subpolar monotrico y, bajo ciertas circunstancias, varios flagelos laterales estructural y funcionalmente distintos del primero. Los dos sistemas flagelares parecen tener orígenes evolutivos diferentes, pero no se observaron evidencias de que alguno de ellos haya sido adquirido por transferencia horizontal de genes. El sistema lateral está organizado en un único cúmulo génico (cluster) y su expresión está dirigida por un regulador transcripcional perteneciente a la familia de las OmpR, que controla la expresión de dos grandes operones (16 y 18 genes), uno más pequeño (3 genes) y dos genes independientes. Por métodos de evolución en laboratorio se han obtenido cepas con mayor movilidad, que expresan constitutivamente los flagelos laterales. El estudio del genoma de una de estas cepas está permitiendo identificar nuevos reguladores. Esta cepa además ha sido probada en ensayos de inoculación en el surco de siembra y ha mostrado competir más eficientemente por la nodulación de soja y aumentar los rendimientos en grano respecto de plantas inoculadas con la cepa parental.