Líneas de investigación

La fijación simbiótica de nitrógeno realizada por rizobios en combinación con sus huéspedes leguminosos constituye una contribución esencial al ciclo del nitrógeno y la agricultura sostenible. La interacción entre Sinorhizobium meliloti y alfalfa es un sistema modelo que ha llevado a la elucidación de mucho conocimiento sobre la comunicación molecular en la simbiosis. Hemos utilizado la genómica funcional para definir las principales rutas de la producción de los precursores de poliaminas (arginina y ornitina) y la biosíntesis de poliaminas a partir de ellos. También hemos obtenido resultados novedosos sobre el gran impacto de las poliaminas en la fisiología de S. meliloti in y ex planta. Nosotros hemos demostrado que las alteraciones en motilidad y la producción de exopolisacáridos y biopelículas dependientes de poliaminas en S. meliloti se producen principalmente a través del sistema de dos componentes NspS/MbaA, que proponemos detecta poliaminas en el ambiente y modula los niveles intracelulares del segundo mensajero diguanilato cíclico (di-GMP-c) en respuesta. Un sistema homólogo existe en Vibrio cholerae y regula los niveles de di-GMP-c en respuesta a las poliaminas. Basado en nuestros resultados actuales, especulamos que en la naturaleza S. meliloti responde poliaminas como espermina o espermidina secretadas por las raíces de las plantas de alfalfa. Estas poliaminas interactúan con el sistema NspS/MbaA para disminuir la motilidad celular y aumentar la formación de biopelículas en la superficie de la raíz, favoreciendo así la formación de nódulos. Como perspectiva a largo plazo, el sistema NspS/MbaA ofrece un objetivo potencial cuya manipulación podría permitir la mejora de la eficiencia simbiótica o la capacidad de S. meliloti para soportar condiciones ambientales estresantes.