Nuevos mecanismos de adaptación en Pseudomonas syringae: supresión de defensa sistémica y formación de linajes bacterianos

Pseudomonas syringae es una bacteria patógena de plantas muy relevante como modelo en el estudio de la interacción planta-patógeno, y por causar enfermedades en un gran número de cultivos económicamente relevantes. P. syringae alcanza la superficie de la hoja mediante la lluvia, y desde allí invade su interior, colonizando los espacios intercelulares (apoplasto), donde prolifera suprimiendo el sistema inmune de la planta mediante un conjunto de proteínas (efectores) que introduce en la célula huésped mediante un sistema de secreción tipo III (T3SS). Estos efectores pueden suprimir las dos líneas de defensa principales: la primera, activada por el reconocimiento de moléculas muy conservadas denominadas PAMPs, y la segunda activada por el reconocimiento específico de efectores del patógeno. La activación de cualquiera de las dos determina la activación en tejidos distales de una respuesta de immunidad sistémica conocida como SAR. Nuestro grupo ha sido el primero en identificar la capacidad de suprimir SAR en un efector, HopZ1a. Hemos demostrado que HopZ1a interacciona con una MAP quinasa (ZIP1) implicada en la regulación de defensas frente a P. syringae, acetilandola en residuos funcionales clave. El primer objetivo de esta propuesta es el análisis de los mecanismos moleculares implicados en la activación de defensas por ZIP1 y en su supresión por HopZ1a. La hipótesis de trabajo propuesta es que ZIP1 regula la activación de SAR regulando la señalización a larga distancia dependiente de ROS, siguiendo un mecanismo similar al de sus homólogos en patógenos animales. El segundo objetivo persigue la caracterización de los mecanismos moleculares que determinan la formación de linajes bacterianos durante la colonización de la planta, y sus consecuencias en patogénesis. Nuestro equipo ha sido el primero en demostrar que la expresión del T3SS y sus efectores es biestable durante el crecimiento en planta: poblaciones clonales del patógeno se diferencian en dos subpoblaciones o linajes que expresan o no el T3SS y sus efectores. Este proceso es dinámico, reversible, y de origen no genético, y determina importantes diferencias en virulencia. Este objetivo incluye el análisis de los mecanismos bacterianos y del huésped implicados en la formación de linajes en P. syringae, y que pueden determinar heterogeneidad en la activación y supresion de defensas frente al patógeno. Incluye asimismo el análisis del impacto del tratamiento con agentes fitosanitarios contra P. syringae en la formación de linajes, y de sus potenciales consecuencias en la resistencia o tolerancia al tratamiento. Por ultimo, incluye el análisis de la formación de linajes en el patógeno humano Salmonella enterica durante la colonización de plantas. La hipótesis de trabajo propuesta es que la formación de linajes en P. syringae es importante para la colonización del huesped y está potencialmente implicada en fenomenos de persistencia frente a tratamientos de control frente al patógeno, como se ha descrito en patógenos de animales como Salmonella, y que la planta constituye un modelo apropiado y novedoso para el análisis de los mecanismos implicados en la formación de linajes bacterianos en el huésped. Los objetivos propuestos analizan aspectos innovadores de la interación planta-patógeno relacionados con la función del T3SS, descritos por primera vez por nuestro equipo y relevantes para la adaptación del patógeno al hospedador.