Una toxina bacteriana deja inmóviles a las algas
Un equipo de biólogos y químicos descubre el modo de acción de una toxina bacteriana
Biólogos y químicos de la Universidad de Jena descifran las propiedades de una toxina bacteriana que deja inmóvil al alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii. Al parecer, la toxina secuestra los canales de calcio de las algas diana, provocando una rápida afluencia de iones de calcio que en un minuto provoca la pérdida de los flagelos de las algas y, por tanto, de sus medios de escape. Los investigadores publican su estudio en el número actual de la revista "New Phytologist".
Los estudiantes de doctorado Yu Hou (izquierda) y Yuko Bando (derecha) analizan la respuesta del calcio de las células de las algas, visible en la pantalla como un pico tras la administración de orfamida A sintética.
Anxhela Rredhi
Como un depredador en el microverso, la bacteria Pseudomonas protegens "caza" a su víctima algal Chlamydomonas reinhardtii utilizando la toxina orfamida A, que puede inmovilizar a las algas verdes en muy poco tiempo e impedirles nadar hacia la luz para realizar la fotosíntesis. El equipo dirigido por la Prof. Dra. de Botánica General Maria Mittag estudió el modo de acción de la toxina, que está compuesta por un péptido con una cola de ácidos grasos de cadena larga. Junto con el Prof. Dr. Hans-Dieter Arndt y la estudiante de doctorado Yuko Bando, ambos del Instituto de Química Orgánica y Química Macromolecular, así como otros investigadores, Mittag y la estudiante de doctorado Yu Hou descubrieron que la función de la toxina depende en gran medida de elementos estructurales menores. En cuanto la parte lipídica es demasiado corta, se elimina del péptido o cambia la forma de ciertos aminoácidos, la toxina deja de ser eficaz. En concreto, activa determinados canales de calcio del tipo denominado TRP (potencial receptor transitorio) del alga. Pero si uno de estos canales se desactiva, por ejemplo por mutación, la proporción de iones de calcio absorbidos disminuye y la tendencia a la flagelación se reduce.
Un equipo de biólogos y químicos descifra conjuntamente el modo de acción de la toxina
Mediante síntesis química, el equipo del Prof. Arndt no sólo recreó la toxina en el laboratorio, sino que también creó variantes con componentes químicos modificados. A continuación, el equipo del Profesor Mittag examinó comparativamente estas variantes para determinar su capacidad para desencadenar la entrada de iones de calcio en las células de las algas. Además, se utilizaron mutantes de canales de calcio para encontrar los objetivos originales del ataque bacteriano. Al menos cuatro canales de calcio de tipo TRP están implicados. Dichos canales suelen ser sensores de estímulos térmicos o incluso químicos y pueden estar situados directamente en los flagelos de las algas.
Con su investigación básica, los investigadores del CRC "ChemBioSys" buscan sustancias naturales que medien en la interacción de los microorganismos, y en el Cluster de Excelencia "Equilibrio del Microverso" los mecanismos subyacentes y su influencia en el huésped, en este caso las algas microscópicas. Las microalgas contribuyen en gran medida a la fijación del gas de efecto invernadero dióxido de carbono, así como a la producción mundial de oxígeno. Aunque en la naturaleza conviven estrechamente con bacterias y hongos, que pueden influir positiva o negativamente en su aptitud, los conocimientos sobre estas interacciones esenciales y su influencia en nuestro medio ambiente son hasta ahora muy limitados.
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