Interdependencia metabólica de una interacción simbiótica
Muchas bacterias endosimbiontes están asociadas a insectos con dietas limitadas y son esenciales para su permanencia en sus nichos ecológicos. Este es el caso de Buchnera sp., una bacteria intracelular simbiótica obligada que sustenta la fisiología de los áfidos al complementar su dieta exclusiva de savia de floema. A este género de bacterias las encontramos en el citosol de células especializadas del insecto, llamadas bacteriocitos. Dentro de los bacteriocitos, Buchnera se encuentra al interior de vesículas simbiosómicas, cuya función más probable es la de la regulación de intercambios tróficos.
Los genomas de Buchnera sp. se caracterizan por ser muy pequeños (416 kb- 641 kb) y se han observado asociaciones específicas según la especie del áfido, sugiriendo que las interacciones simbióticas crearon limitaciones evolutivas específicas que contribuyeron a la formación de los diferentes repertorios de genes de Buchnera y el establecimiento de la interdependencia metabólica.
Previos estudios que se interesaron en esta interacción simbiótica establecieron que la función de transporte es fundamental para su persistencia; por ello, Hubert Charles y su equipo reevaluaron la función del transporte de diferentes cepas de Buchnera procedentes de diferentes áfidos hospederos con rasgos ecológicos distintos. Brevemente, exploran y comparan redes metabólicas de 184 especies bacterianas diversas y cuatro cepas de Buchnera, haciendo énfasis en los genes transportadores y su estilo de vida. Después, comparan la estructura de los simbiosomas procedentes de los cuatro áfidos diferentes. Finalmente, analizan la localización de una proteína característica de estos endosimbiontes.
Con estos experimentos reafirman que el transporte es una de las funciones más importantes en esta simbiosis, en la que las bacterias proporcionan nutrientes a sus hospederos, mientras que el áfido le aporta los metabolitos que no pueden sintetizar. La diversidad de transportadores de Buchnera es muy baja, respecto a las bacteria de vida libre y por lo que se puede decir que correlaciones con su estilo de vida. De estos transportadores presentes, los más abundantes son aquellos que utilizan la fuerza del gradiente iónico, con la peculiaridad de utilizar el potencial generado por el hospedador. Además, en las cuatro cepas estudiadas se observó la ausencia de importadores de membrana interna. Con los análisis estructurales y funcionales, se pudieron observar vesículas características de tres membranas, que es donde se incluyen las bacterias.
Referencia:
- Charles, H., Balmand, S., Lamelas, A., Cottret, L., Pérez-Brocal, V., Burdin, B., … & Rahbé, Y. (2011). A genomic reappraisal of symbiotic function in the aphid/Buchnera symbiosis: reduced transporter sets and variable membrane organisations. PLoS One, 6(12), e29096.
