En un nuevo estudio, publicado en la revista Nature , los científicos de la Universidad Estatal de Michigan muestran cómo los genes de las plantas seleccionan qué microbios viven dentro de sus hojas para mantenerse saludables.
Este es el primer estudio que muestra una relación causal entre la salud de las plantas y el ensamblaje de la comunidad microbiana en la filosfera: las porciones totales de plantas sobre el suelo . El trabajo sugiere que los organismos, desde las plantas hasta los animales, pueden compartir una estrategia similar para controlar sus microbiomas.
Los estudios de microbiomas son un tema candente en la ciencia de la salud humana. Cuando los científicos mencionan que las ‘ bacterias intestinales ‘ humanas deben estar bien equilibradas, se refieren al microbioma intestinal , el material genético de todos los microbios que viven en los sistemas digestivos humanos.
«El campo del estudio de microbiomas de plantas a gran escala tiene solo una década», dijo Sheng Yang He, coautor principal del estudio, miembro del Laboratorio de Investigación de Plantas MSU-DOE e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. «Queremos saber si las plantas necesitan un microbioma de filosfera correctamente ensamblado».
Genes vegetales: guardianes de los microbios
«En la naturaleza, las plantas son bombardeadas por millones de microbios», dijo He, un distinguido profesor universitario que tiene citas conjuntas en el Departamento de Biología Vegetal y el Departamento de Microbiología y Genética Molecular en la Facultad de Ciencias Naturales de la MSU. «Si se permite que todo crezca en las plantas, probablemente sería un desastre. Queremos saber si los números y los tipos de microbios importan, si existe una composición perfecta de microbios. Si es así, ¿tienen las plantas un sistema genético para alojar y nutrir el microbioma correcto?
Parece que las plantas lo hacen. El mecanismo recién descubierto involucra dos redes genéticas. Uno involucra el sistema inmune de la planta y el otro controla los niveles de hidratación dentro de las hojas. Ambas redes trabajan juntas para seleccionar qué microbios sobreviven dentro de las hojas de las plantas.
«Cuando eliminamos ambas redes de una planta, la composición del microbioma dentro de las hojas cambia», dijo. «Los números y la combinación de tipos de bacterias son anormales, y nuestro equipo ve síntomas de daño tisular en las plantas».
«Los síntomas son conceptualmente similares a los asociados con la enfermedad inflamatoria intestinal en humanos», dijo. «Esto se debe probablemente a que los genes involucrados son antiguos, en términos evolutivos. Estos genes se encuentran en la mayoría de las plantas, mientras que algunos incluso tienen similitudes con los involucrados en la inmunidad animal».
Según los científicos en el laboratorio de He, esta puede ser la primera vez que la enfermedad asociada a la disbiosis se describe formalmente en el reino vegetal. El hecho de que parezca conceptualmente similar a la salud humana sugiere un proceso fundamental en la vida.
Desarrollo de nueva tecnología para determinar la causalidad.
La razón por la que es difícil encontrar la causalidad en los estudios de microbiomas es porque es prácticamente imposible cortar el ruido de millones de microbios.
El laboratorio He ha trabajado en torno a este problema al desarrollar una cámara de crecimiento libre de gérmenes que llaman el sistema gnotobiótico, un entorno para criar organismos en el que todos los microorganismos son conocidos o excluidos.
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