Bradyrhizobium japonicum y su convivencia con vecinos compatibles
Anushila Chatterjee y Mark R. O’Brian estudiaron el sistema de adquisición de hierro de Bradyrhizobium japonicum y lograron observar que es capaz de adaptarse rápidamente para usar diferentes fuentes de hierro formando complejos férrico sideróforos.
B. japonicum es una bacteria que vive libremente en el suelo o como endosimbionte y tiene la limitante de no sintetizar sus propios sideróforos, por lo que es completamente dependiente de su entorno para su suministro de hierro, es decir, puede utilizar xenosideróforos y grupos hemo como fuente de hierro. Al ser una bacteria Gram negativa, su sistema de captación consiste de manera general en un transportador de membrana externa, una proteína de unión periplásmica y un transportador de membrana citoplasmática, los cuales están limitados al reconocimiento de moléculas estructuralmente similares. En este trabajo demostraron que concentraciones limitante de hierro y mutaciones puntuales en transportadores de membrana externa de esta bacteria son factores suficientes para inducir transcripcionalmente los 6 genes que codifican estas proteínas.
Se probaron los genes que codifican para el transportador de ferricromo (fegA), enterobactina (entR), en condiciones mutantes y WT y en medios que contenían EDDHA que es un quelante de hierro sintético y evita que el hierro entre a las células, consecuentemente inhibe el crecimiento de células WT. En presencia de EDDHA, las células mutantes fegA y entR crecieron exitosamente a pesar de ser estructuralmente diferente a ferricromo o enterobactina. Se probó también el efecto del quelante sintético DTPA, sin embargo este sí inhibió el crecimiento de las células WT y mutantes.
También se utilizó un gen homólogo del transportador tonB (blr3908) y se probó su respuesta ante diferentes sideróforos, las células mutantes crecieron pobremente ante ferricromo, enterobactina y deferoxamina; sin embargo creció bien con hemo como fuente de hierro. Estos experimento se complementaron con mutantes de tonB para responder si la capacidad de transportar EDDHA estaba dada por tonB, por lo que se obtuvieron células mutantes de tonB, lo cual eliminó la capacidad de las células mutantes de crecer en EDDHA.
Igualmente, se probaron condiciones similares para el gen que codifica para el transportador de deferoxamina (fhuE), donde las mutantes no mutante no pueden transportar este sideróforo y se observó una mutación única en un gen de un transportador del grupo hemo (hmuR).
Lo interesante de este trabajo resulta que una mutación posibilita la flexibilidad de aprovechar sideróforos disponibles en el ambiente, lo que podría asegurar el crecimiento de B. japonicum en un entorno poblado por vecinos compatibles; por otro lado, menor selectividad podría comprometer la integridad de la membrana externa.
Referencia:
- Chatterjee, A., & O’Brian, M. R. (2018). Rapid evolution of a bacterial iron acquisition system. Molecular microbiology, 108(1), 90-100.
