Percepción e interceptación de señales de quórum en Azospirillum brasilense

GUALPA, JOSÉ; NIEVAS, SOFÍA; OBANDO, MELISSA; CAMARA, MIGUEL; CASSÁN, FABRICIO

Pucon

Workshop; III Taller Latinoamericano de PGPR; 2016

Universidad de la Frontera

Las poblaciones bacterianas que habitan en la rizósfera, producen y detectan pequeñas moléculas difusibles (generalmente del tipo N-acil homoserin lactonas -AHLs-) para censar de este modo su hábitat natural, permitiendo responder a las condiciones ambientales para asegurar una rápida adaptación, el adecuado establecimiento del nicho ecológico y el éxito reproductivo, ventajas esenciales para la supervivencia. Hoy se sabe que los microorganismos tienen la capacidad de percibir la densidad poblacional mediante la generación de señales extracelulares, a este proceso se lo denomina detección de quórum o ?quorum sensing? (QS). Por otro lado, los microorganismos han evolucionado mecanismos para responder y/o inactivar las señales de quórum, es lo que se conoce como interceptación de quórum o ?quorum quenching? (QQ). A pesar de su gran importancia agronómica y de que existen actualmente varios genomas completamente secuenciados del género Azospirillum, no se han desarrollado muchos estudios o existen reportes contradictorios a nivel de los genes y proteínas que regulan los mecanismos de quórum en esta rizobacteria, por lo tanto, es escaso el entendimiento acerca de los procesos de interacción Azospirillum-Azospirillum; Azospirillum-bacteria y planta-Azospirrillum mediados por quórum. El objetivo de este trabajo fue evaluar mediante herramientas bioinformáticas (In silico), bioensayos con cepas reporteras y cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masa en tándem, LC-MS/MS (In vitro) la presencia de mecanismos de QS y QQ en Azospirillum brasilense Az39 la cepa más utilizada en la formulación de bioinoculantes en Argentina. Los resultados obtenidos mostraron que si bien Az39 no produce moléculas del tipo AHLs  si es capaz de degradarlas, lo que se correlaciona con la ausencia de la secuencia de una AHL sintasa putativa (Tipo-LuxI) y la presencia de una AHL acilasa en el genoma de la bacteria ambas comprobadas in silico e in vitro. Interesantemente, de los 28 reguladores LuxR presentes en el genoma de Az39, solo uno contiene un dominio N-terminal de unión a AHLs. Esto indica la existencia de un LuxR solo (LuxR no cognado) clave para la comunicación bacteriana a nivel rizosférico. Estos resultados sugieren que esta cepa en el medio ambiente puede potencialmente degradar los AHLs exógenos de las bacterias con las que comparte nicho y además responder a moléculas de estructura química similar provenientes de eucariotas superiores, modulando así la interacción entre comunidades microbianas y plantas.