El papel de los metales en la depredación de Myxococcus xanthus sobre Sinorhizobium meliloti
Metadata
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Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Biología Fundamental y de SistemasDate
2024Fecha lectura
2023-07-05Referencia bibliográfica
Contreras Moreno, Francisco Javier. El papel de los metales en la depredación de Myxococcus xanthus sobre Sinorhizobium meliloti. Granada: Universidad de Granada, 2023. [https://hdl.handle.net/10481/95931]
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Tesis Univ. Granada.; Junta de Andalucía con la Universidad de Granada de Joven Personal Investigador de Garantía Juvenil; Contrato con cargo al proyecto con referencia BFU2016-75425-P del Gobierno de España; Contrato con cargo al grupo de investigación “Desarrollo Procariótico” (BIO-318); Contrato con cargo al proyecto con referencia A-BIO-126- UGR20 de la Junta de Andalucía (FEDER); Proyecto BFU2016-75425-P, concedido por el Ministerio de Economía y Competitividad; Proyecto PID2020- 112634GB-I00 concedido por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN/AEI/10.13039/501100011033); Proyecto A-BIO-126-UGR20, concedido por la Junta de Andalucía y FEDER “una nueva forma de hacer europa”; Grupo de investigación “Desarrollo Procariótico” (BIO-318) de la Universidad de GranadaAbstract
Myxococcus xanthus es una bacteria depredadora del suelo con un comportamiento
social complejo. Para depredar a otros microorganismos hace uso de mecanismos
diversos, tales como producción y secreción de una gran cantidad y diversidad de
enzimas hidrolíticas, antibióticos y demás metabolitos secundarios, entre otros
mecanismos, para matar a sus presas y obtener nutrientes.
Por otro lado, se ha demostrado que depredadores eucariotas, como las amebas,
utilizan varios sistemas de intoxicación por metales para matar a sus presas por estrés
oxidativo. Sin embargo, se desconoce si mecanismos similares son utilizados por los
depredadores bacterianos. Por este motivo, en esta Tesis Doctoral se ha planteado como
objetivo general estudiar el papel de dos metales, el cobre y el hierro, durante la
depredación de M. xanthus sobre otra bacteria del suelo, Sinorhizobium meliloti. Esta
bacteria posee un gran interés agrícola, ya que forma nódulos en las raíces de las
leguminosas, en donde asimilan nitrógeno atmosférico que suministran a la planta. Los
resultados obtenidos han revelado que ambos metales se acumulan en la interfase de
colisión entre el depredador y la presa. Sin embargo, el papel de cada uno ellos en este
proceso es muy diferente.
En el caso del cobre, el depredador aumenta la expresión de genes implicados en la
detoxificación del metal, tales como ATPasas de tipo P1B, sistemas de eflujo y oxidasas
multicobre. Por su parte, la presa responde produciendo un pigmento de tipo melanina,
el cual contribuye a protegerla del estrés oxidativo. Durante el desarrollo de esta Tesis
Doctoral se ha identificado los dos genes que intervienen en el rizobio en la biosíntesis
de este pigmento. Los resultados sobre este metal apuntan en la dirección de que el
cobre es utilizado durante la depredación bacteriana de manera similar a como lo
utilizan los depredadores eucariotas.
En el caso del hierro, se ha observado que este metal aumenta la capacidad
depredadora de la mixobacteria, probablemente muy ligado al hecho de que niveles adecuados de hierro aumentan su tasa de crecimiento y su velocidad de desplazamiento.
En condiciones de escasez de hierro, tanto M. xanthus como S. meliloti reaccionan
produciendo sideróforos, mixoquelinas y rizobactina, respectivamente, los cuales se
acumulan de manera considerable en la zona de colisión entre las dos bacterias. Las
mixoquelinas son usadas por el depredador para impedir que los rizobios puedan crecer
como consecuencia de la falta de metal. En cuanto a la presa, utiliza la rizobactina como
mecanismo defensivo, ya que impide que el depredador pueda obtener suficiente metal
para poder depredar de manera eficiente. En esta Tesis Doctoral se ha profundizado
también en el estudio de los mecanismos de captación de sideróforos por parte de M.
xanthus, y de regulación de las enzimas implicadas en su biosíntesis, los cuales se
desconocían hasta el momento.
Teniendo en cuenta que la concentración de estos dos metales fluctúa en el suelo,
los resultados obtenidos han revelado que variaciones en dichas concentraciones van a
ser factores claves que determinen qué bacteria va a predominar en la interacción, lo
que sin duda tendrá repercusiones medioambientales y agrícolas.