El laboratorio de la Universidad de Málaga ‘Bacbio’ ha comprobado que las células de Bacillus subtilis, a las que se les ha privado de una proteína de naturaleza amiloide (TasA), muestran toda una serie de anomalías y disfunciones citológicas que las conducen a su muerte prematura. Un hallazgo que permite avanzar en la compresión del papel de estas proteínas, ampliamente distribuidas en el mundo microbiano, y ayudar a mejorar métodos de control biológico en agricultura sostenible. La investigación ha sido publicada recientemente en la revista científica Nature Communications.

En concreto, el equipo científico de la UMA ha evidenciado cómo esta proteína amiloide, TasA, necesaria para el ensamblaje de las comunidades bacterianas llamadas ‘biofilms’, también previene la muerte de la célula bacteriana, pero preservando la integridad de la membrana de la célula. “Es decir, hemos visto en estas proteínas un papel complementario al meramente estructural”, explica el autor principal de este trabajo, el investigador Diego Romero, que también pertenece al Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora” (IHSM), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la UMA.

Según el experto, esta doble función se refleja en la adaptación de la bacteria a la superficie de las plantas, donde contribuye a combatir el ataque de patógenos y mejorar su bienestar. “Nuestro objetivo es potenciar su uso en modelos sostenibles de producción y protección de cultivos”, señala el profesor del Departamento de Microbiología de la UMA.

Así, en este estudio, se ha trabajo la bacteria Bacillus subtilis haciendo énfasis en dos aspectos: el estudio de sus bases moleculares, que conducen a la formación de comunidades bacterianas conocidas como ‘biofilms’; y cómo esos biofilms contribuyen a la actividad beneficiosa de Bacillus como agentes de biocontrol en modelos de agricultura sostenible.

Los amiloides: doble función

Los amiloides son proteínas conocidas sobre todo por su asociación con enfermedades degenerativas en humanos. De hecho, dan nombre a la ‘amiloidosis’, dolencia producida por la acumulación de amiloides en los órganos o tejidos. No obstante, según constata esta investigación, 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.

 “El hecho de que estas proteínas estén ampliamente distribuidas en el mundo microbiano, abre la posibilidad a que en otras especies bacterianas estén desempeñando un papel de estabilización de la integridad celular, o, al menos, un papel diferente y complementario al inicialmente observado en cada uno de esos sistemas”, aclara Romero.

El experto afirma que la importancia de estos resultados es doble. Desde el punto de vista agrobiotecnológico, permite conocer mejor de qué forma se comportan las bacterias beneficiosas, y por tanto, se puede mejorar y reforzar su uso dentro de programas de producción y protección sostenible. Por otro lado, desde el microbiano, donde las proteínas amiloides están muy distribuidas, se ha dado paso a una nueva diana a la que atacar en caso de querer perjudicar a un microbio patógeno.

Este estudio se ha llevado a cabo gracias a la financiación de la ‘European Research Council’ (programa ERC-StG), que promueve proyectos de investigación de máxima calidad, y del Ministerio de Economía y Competitividad.

El Laboratorio 'Bacbio', ubicado en el edificio de Bioinnovación de la Universidad de Málaga, trabaja desde 2013 en el estudio de la fisiología de las bacterias, así como su interacción con el entorno. Las plantas son otras de sus líneas prioritarias de estudio, en concreto, las cucurbitáceas, entre las que se encuentra el melón y el pepino.

Referencia bibliográfica:

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