Evolución “a la inversa” de un sensor bacteriano
La aparición de diversas formas de vida en la Tierra es el resultado de un proceso de evolución continua en el que, generalmente, los sistemas más complejos surgieron de formas más simples. Sin embargo, investigadores de la EEZ-CSIC, en colaboración con grupos del IACT-CSIC y de la Universidad de Ohio (EEUU), demuestran que este no siempre es el caso: en un trabajo recién publicado en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), han identificado una familia de receptores bacterianos que ha evolucionado de estructuras más complejas a formas más simples.
Los receptores son proteínas capaces de detectar moléculas del ambiente que actúan como señales provocando diversos tipos de respuestas celulares. Generalmente, los receptores contienen dos partes: una parte extracelular que actúa como dominio sensor, donde se une las señales ambientales, y una parte intracelular que genera la respuesta. Sus funciones están íntimamente asociadas con muchos rasgos fisiológicos de las bacterias y, en muchos casos, son indispensables para la virulencia.
En este trabajo se identifica una superfamilia de receptores que reconoce exclusivamente formato, el ácido orgánico de estructura más simple. Estos receptores son los responsables de desencadenar la quimiotaxis hacia el formato, es decir, el movimiento flagelar dirigido hacia gradientes de concentración de un compuesto. Dentro de esta superfamilia hay receptores ancestrales que contienen un dominio sensor complejo, compuesto por dos módulos estructurales. A partir de estos receptores ancestrales, evolucionaron a receptores con un dominio sensor más pequeño con solo un módulo estructural. Esta pérdida de complejidad estructural podría suponer un menor coste genético y metabólico para la bacteria, siendo una posible ventaja adaptativa.
Los resultados obtenidos aportan importante información sobre mecanismos evolutivos hasta ahora apenas explorados, que no siempre vienen acompañados por un aumento en la sofisticación o complejidad. Además, cabe destacar que estos dominios sensores que unen exclusivamente formato aparecen mayoritariamente en bacterias que interactúan con plantas, sugiriendo un papel de este ácido orgánico en dicha interacción.
Más información:
Elizabet Monteagudo-Cascales, José A Gavira, Jiawei Xing, Félix Velando, Miguel A Matilla, Igor B Zhulin, Tino Krell (2025). Bacterial sensor evolved by decreasing complexity. PNAS 122 (5) e2409881122
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2409881122
Contacto:
Prof. Tino Krell (tino.krell@eez.csic.es)
