Nuevos descubrimientos en el metabolismo de 'Xylella fastidiosa'
'Xylella fastidiosa' es una bacteria patógena bien conocida para los agricultores mediterráneos, debido a sus efectos negativos en variedad de cultivos y regiones, como los olivos de Puglia o los almendros de Alicante. Es por ello que los nuevos descubrimientos en el metabolismo de este patógeno son tan importantes.
Un equipo, formado por personal investigador del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Instituto de Agricultura Sostenible (también del CSIC), la Universitat de València (UV) y Universidad Cardenal Herrera (CEU), ha construido un modelo metabólico a escala genómica (GEM) (el más completo hasta la fecha) de X. fastidiosa, el primero aplicable a toda la especie.
Un modelo metabólico es un resumen de las rutas metabólicas del microorganismo a estudiar, que nos permite conocer las reacciones y mecanismos químicos que utiliza esta bacteria para sobrevivir, colonizar y parasitar las plantas que infecta. El modelo fue creado integrando varias tecnologías tales como herramientas de biología de sistemas (que toma datos genómicos, genéticos y bioquímicos, y a partir de estos, simula el funcionamiento metabólico) con ensayos en laboratorio. Los datos genómicos se basaron en la información genética de 18 cepas de X. fastidiosa, representativas de las cinco subespecies de esta, lo que aseguraría que los mecanismos descubiertos fuesen comunes para toda la especie y no tan solo para los individuos o cepas estudiadas, ya que X. fastidiosa se caracteriza por tener abundante variación intraespecífica.
Nuevos mecanismos descubiertos
Las conclusiones que ha aportado el modelo metabólico han sido numerosas, entre ellas, las más notables han sido la del descubrimiento del mecanismo específico a X. fastidiosa que permite el uso de acetato como fuente de carbono, y el de producción de poliaminas como moléculas relacionadas con la capacidad infectiva de la bacteria.
Una nueva manera de ‘alimentarse’ del acetato
X. fastidiosa es capaz de utilizar el acetato, una molécula presente en el xilema (tejido vegetal transportador del agua, nutrientes y sales minerales a lo largo de toda la planta), como única fuente de carbono necesaria.
Esto era algo que los investigadores ya sabían, sin embargo, lo que desconocían era cómo. Si bien ya se conocen varias rutas de aprovechamiento del acetato por parte de otras bacterias, X. fastidiosa no exhibía ninguna de ellas de manera completa, ya que en todos los casos había ausencia de genes o enzimas necesarias para completar las rutas previamente conocidas.
Fue gracias al modelo metabólico que se propuso una nueva explicación compatible con los datos genómicos recabados hasta el momento. Se espera que futuros experimentos confirmen o desmientan esta propuesta.
Se confirma la producción de poliaminas
El modelo GEM predecía la capacidad de esta bacteria para producir poliaminas, moléculas partícipes en multitud de procesos celulares. En bacterias fitopatógenas, estas moléculas se han relacionado con la formación de biofilms, a su capacidad infectiva y a resistencia a los mecanismos de defensa de las plantas.
En el caso de X. fastidiosa, este grupo de moléculas estaría especialmente ligado a la producción de biofilms, que le permitiría colonizar los vasos conductores tanto de las plantas que infecta como de los insectos que la transmiten.
Se realizaron ensayos de laboratorio, que verificaron que X. fastidiosa es capaz de producir hasta tres tipos distintas de poliaminas, tal como predecía el modelo.
El modelo metabólico GEM
El modelo metabólico funcional utilizado en este estudio se refiere a un modelo GEM, es decir, un mapa metabólico basado en datos genómicos, genéticos y bioquímicos para identificar y representar los procesos metabólicos del organismo en estudio.
En este estudio, se combinó con un análisis y reconstrucción basado en restricciones (COBRA), que seleccionen ciertas hipótesis o predicciones al imponerle restricciones ambientales (tales como restricciones estequiométricas o nutricionales) al conjunto de posibles hipótesis formuladas respecto a los procesos metabólicos del organismo.
Gracias a la combinación de GEM y COBRA, no solo se ha generado el mapa metabólico previamente mencionado, si no que también se han obtenido nuevas formulaciones de medios de cultivo mínimos (que proporcionan solo los nutrientes imprescindibles para el desarrollo del microorganismo) para X. fastidiosa, una bacteria especialmente difícil de cultivar en el laboratorio.
De cara al futuro
Si bien este estudio no ofrece ninguna solución inmediata para la erradicación de Xylella fastidiosa en el campo, si que establece una base para desarrollar futuras acciones de manera informada. Comprender el metabolismo de este fitopatógeno es de los primeros pasos a tomar para poder luchar contra una plaga que causa grandes estragos en el Mediterráneo.
Fuente: Paola Corbín-Agustí, Miguel Álvarez-Herrera, Miguel Román-Écija, Patricia Álvarez, Marta Tortajada, Blanca B. Landa, Juli Peretó (2026) A metabolic model based on a pangenome core reveals putative conserved biochemical features of the phytopathogen Xylella fastidiosa. Microbiological Research. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micres.2026.128616
Fuente de imagen: IVIA
