Nuevos avances en los mecanismos que modulan las simbiosis rizobio-leguminosa
La simbiosis es una de las estrategias más exitosas de la naturaleza. A través de ella, organismos muy distintos establecen relaciones de cooperación que les permiten sobrevivir y prosperar en entornos cambiantes. Un ejemplo fascinante es la asociación entre las bacterias conocidas como rizobios y las plantas leguminosas, como la alfalfa. En esta alianza, la bacteria Sinorhizobium meliloti coloniza las raíces de la planta y forma estructuras especializadas llamadas nódulos, donde transforma el nitrógeno atmosférico en compuestos que la planta utiliza para crecer. Este proceso, conocido como fijación biológica de nitrógeno, es fundamental para la sostenibilidad de los agrosistemas.
Comprender cómo se regula esta compleja interacción resulta fundamental para mejorar la productividad agrícola de forma sostenible y reducir la dependencia de fertilizantes químicos. Sin embargo, para que esta colaboración funcione, la bacteria debe coordinar con precisión la expresión de cientos de genes. En este proceso, la regulación mediada por ARN emerge como un mecanismo clave. Trabajos recientes del grupo “Estructura, Dinámica y Función de Genomas de Rizobacterias” de la EEZ-CSIC han permitido identificar el papel de dos elementos que participan en dicha regulación.
Por una parte, los pequeños ARN reguladores (sRNAs) desempeñan un papel esencial. Estos elementos permiten a las bacterias ajustar rápidamente su fisiología y adaptarse a las distintas condiciones que encuentran durante el proceso simbiótico.
En uno de los estudios realizados, los investigadores demuestran que NfeR1, un sRNA identificado en Sinorhizobium meliloti, desempeña un papel central en el control post-transcripcional de este proceso. En condiciones de escasez de nitrógeno, NfeR1 modula la expresión de numerosos genes implicados en funciones clave como el metabolismo del nitrógeno, la biosíntesis de los factores de nodulación, la motilidad, la adaptación al estrés osmótico y el control del ciclo celular. Además, influye en la morfología bacteriana y en la replicación del ADN, al tiempo que reprime rutas alternativas de asimilación de nitrógeno que podrían comprometer la eficiencia de la simbiosis. En conjunto, los resultados sitúan a NfeR1 como un componente central de una compleja red reguladora basada en ARN, capaz de integrar las señales nutricionales del entorno y optimizar la interacción entre la bacteria y su leguminosa hospedadora.
Un segundo trabajo se ha centrado en la RNasa III, una enzima que corta ARN de doble cadena en bacterias. Se ha podido comprobar que la RNasa III desempeña un papel relevante en la regulación génica post-transcripcional en S. meliloti. El estudio demuestra que esta proteína controla la expresión de cientos de genes, especialmente en las condiciones de baja concentración de oxígeno características de los nódulos radiculares. Entre los genes regulados se encuentran algunos esenciales para la fijación de nitrógeno y el metabolismo simbiótico. Además, los resultados revelan que RNasa III participa en mecanismos de regulación mediados por pequeños ARN, contribuyendo al ajuste fino de funciones necesarias para el éxito de la simbiosis. Estos hallazgos aportan nuevos conocimientos sobre los procesos moleculares que permiten a las bacterias adaptarse al ambiente del nódulo y beneficiar el crecimiento de las plantas.
Más información:
García-Tomsig, N. I., Guedes-García, S. K., Robledo, M., & Jiménez-Zurdo, J. I. (2026). A single small RNA shapes multiple symbiotic traits in rhizobia. Microbiological Research, 307, 128480. https://doi.org/10.1016/j.micres.2026.128480
Guedes-García, S. K., García-Tomsig, N. I., Matos, R. G., Saramago, M., Arraiano, C. M., & Jiménez Zurdo, J. I. (2026). RNase III influences microaerobic symbiotic pathways and RNA regulation in Sinorhizobium meliloti. Microbiological Research, 309, 128526. https://doi.org/10.1016/j.micres.2026.128526.
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