{"id":76464,"date":"2003-01-01T00:00:00","date_gmt":"2003-01-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2003\/01\/01\/revelado-con-detalles\/"},"modified":"2013-01-21T20:14:28","modified_gmt":"2013-01-21T22:14:28","slug":"revelado-con-detalles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/revelado-con-detalles\/","title":{"rendered":"Revelado con detalles"},"content":{"rendered":"

\"\"miguel boyayan<\/span><\/a>Hace cinco a\u00f1os no se sab\u00eda casi nada sobre la bacteria\u00a0Xylella fastidiosa<\/em>, causante de una de las peores plagas de la citricultura: la Clorosis Variegada de los C\u00edtricos (CVC), tambi\u00e9n conocida en Brasil como ‘amarelinho’, que ocasionaba p\u00e9rdidas anuales del orden de los 100 millones de d\u00f3lares tan solo en S\u00e3o Paulo, el principal estado productor. Pero la situaci\u00f3n ha cambiado radicalmente. Desde hace un a\u00f1o, y a medida en que han ido madurando las 21 investigaciones del Proyecto Genoma Funcional de la\u00a0Xylella fastidiosa<\/em>, financiado por la FAPESP, se han vuelto claros los mecanismos por los cuales ese microorganismo infecta a los naranjos y crece dentro de \u00e9stos.<\/p>\n

Participan de dicho proceso una serie de genes y prote\u00ednas recientemente descubiertos y hallados en abundancia -son 30 genes importantes identificados en el Instituto Agron\u00f3mico de Campinas, y 30 prote\u00ednas esenciales para la bacteria descubiertas en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), por ejemplo.<\/p>\n

A prop\u00f3sito: ya han comenzado las investigaciones que permitir\u00e1n desactivar esos genes y prote\u00ednas, de manera tal de impedir la propagaci\u00f3n de la bacteria. El resultado final adquirir\u00e1 probablemente la forma de una vacuna contra el ‘amarelinho’. Hasta ahora el que m\u00e1s ha avanzado para hallar tal soluci\u00f3n ha sido Jo\u00e3o L\u00facio Azevedo, investigador de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) y de la Universidad de Mogi das Cruzes (UMC).<\/p>\n

Con base en los hallazgos m\u00e1s recientes del Genoma Funcional, que re\u00fane a casi 80 investigadores de universidades e institutos p\u00fablicos y privados, Azevedo implant\u00f3 en el genoma de la\u00a0Pantoea agglomerans<\/em> y de la\u00a0Methylobacterium sp<\/em>, dos bacterias inofensivas, que conviven con la\u00a0Xylella<\/em>, un gen que ayuda a digerir la goma fastidiana -una sustancia gelatinosa, probablemente esencial en la formaci\u00f3n de las colonias de\u00a0Xylella<\/em> y en la adherencia de las bacterias a las paredes de los vasos conductores de agua y nutrientes de los naranjos. De esta manera, la goma y las colonias, en una acci\u00f3n conjunta, obstruyen los canales de circulaci\u00f3n de los nutrientes, en un lento proceso que lleva a que las plantas se debiliten poco a poco.<\/p>\n

Azevedo sabr\u00e1 en los pr\u00f3ximos tres meses si las bacterias escogidas detienen efectivamente la formaci\u00f3n de la goma fastidiana en los naranjos, cuya composici\u00f3n fue detallada durante todo el a\u00f1o pasado por el equipo de Eliana Lemos, de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Jaboticabal. \u00c9se fue otro avance importante en la lucha contra el ‘amarelinho’. Ahora se sabe que ese compuesto, vital para las bacterias y fatal para los naranjos, es una mezcla de cuatro tipos de az\u00facares, y es menos densa y viscosa que la goma xantana, producida por otra bacteria que infecta a los c\u00edtricos, al fr\u00edjol y al repollo: la\u00a0Xanthomonas citri<\/em>, cuyo secuenciamiento fue concluido al final del a\u00f1o 2000.<\/p>\n

El descubrimiento de la estructura de la goma fastidiana, seg\u00fan Lemos, facilita la b\u00fasqueda de mecanismos que puedan bloquear su formaci\u00f3n, debido a que especifica los objetivos que deben seguirse, evitando as\u00ed una batalla a ciegas o la escasez de explicaciones acerca de por qu\u00e9 una t\u00e1ctica funciona o deja de funcionar. Como el equipo de la Unesp logr\u00f3 que la\u00a0Xylella<\/em> produjera goma fastidiana cuando \u00e9sta es cultivada en laboratorio en condiciones especiales, ha surgido as\u00ed una vertiente a\u00fan m\u00e1s aplicada. A medida en que los procesos de producci\u00f3n vayan siendo optimizados, la goma fastidiana despuntar\u00e1 como una alternativa ante su similar producida por la\u00a0X. citri<\/em> y empleada industrialmente como espesante de papel, pinturas y alimentos.<\/p>\n

Bloqueo de vasos
\n<\/strong>Pero la vacuna que para detener la acci\u00f3n de la goma, y en consecuencia tambi\u00e9n el crecimiento de las bacterias, no es la \u00fanica perspectiva con la cual trabaja el grupo paulista. Con base en el secuenciamiento del genoma de dicha bacteria, iniciado en 1998 y concluido en 2000, los investigadores tambi\u00e9n hallaron una mol\u00e9cula que controla ciertos genes ligados al desarrollo de la enfermedad en las naranjas. Dicha mol\u00e9cula, llamada factor de se\u00f1al difuso, deriva de un \u00e1cido graso (un tipo de grasa) y es probablemente el resultado de la acci\u00f3n de dos genes, seg\u00fan Marcio Lambais, uno de los autores del descubrimiento, tambi\u00e9n de la Esalq. Resta todav\u00eda detallar su estructura qu\u00edmica, pero ya se est\u00e1 pensando en producir esa mol\u00e9cula en laboratorio y aplicarla en la planta, de manera tal que pueda impedir la activaci\u00f3n de genes que ayudan a que la enfermedad avance. “Funcionar\u00eda como un plaguicida”, planea Lambais.<\/p>\n

Analizados en conjunto, estos resultados refuerzan cada vez m\u00e1s la idea de que la agresividad -o la virulencia- de la bacteria est\u00e1 directamente relacionada con su capacidad de formar colonias, adherirse a las paredes del xilema (los vasos que transportan agua y sales minerales a trav\u00e9s de la planta) y provocar as\u00ed su obstrucci\u00f3n -procesos en los cuales la goma fastidiana parece ser esencial. Por cierto, todo indica que el bloqueo de dichos vasos es el principal factor que perjudica, y de manera tan intensa, el metabolismo de los naranjos, de acuerdo con la evaluaci\u00f3n de Eduardo Caruso Machado, del IAC.<\/p>\n

En asociaci\u00f3n con un equipo de la Esalq, Machado descubri\u00f3 que la cantidad de agua que llega a las hojas es casi un 60% menor en los naranjos enfermos. No importa si est\u00e1 lloviendo intensamente, como es com\u00fan en noviembre y diciembre en el norte del estado de S\u00e3o Paulo, de donde sale la tercera parte de la producci\u00f3n mundial de naranjas: las plantas infectadas se muestran como si sufrieran la falta de agua aun con el suelo inundado -se muestran d\u00e9biles, con las hojas marchitas y los frutos peque\u00f1os.<\/p>\n

Pero si bien los \u00e1rboles llegan a ese estado solamente una vez que han pasado algunos a\u00f1os desde el comienzo de la infecci\u00f3n, la reducci\u00f3n del flujo de agua -la causa m\u00e1s inmediata de esa manifestaci\u00f3n del ‘amarelinho’- aparece mucho m\u00e1s r\u00e1pido: tres meses despu\u00e9s de que los \u00e1rboles son contaminados por la\u00a0Xylella<\/em>. Ese s\u00edntoma, ya notado en laboratorio, escapa al productor, que s\u00f3lo se da cuenta de la infecci\u00f3n debido a la apariencia externa de los \u00e1rboles y sus frutos, ya en un estadio m\u00e1s avanzado de la enfermedad.<\/p>\n

Pero internamente existen otras complicaciones. Los estudios indican que los naranjos pierden la mitad de su capacidad de ejecutar la fotos\u00edntesis, el proceso mediante el cual producen reservas de energ\u00eda (glucosa). Peque\u00f1os poros ubicados en la superficie de las hojas, llamados estomas, permiten la entrada del gas carb\u00f3nico indispensable para la fotos\u00edntesis. Si el xilema est\u00e1 obstruido, aunque sea parcialmente, y no llega agua a las hojas, los estomas se cierran, como si la planta estuviera en tiempo de sequ\u00eda. En consecuencia, el ciclo de producci\u00f3n de energ\u00eda pierde eficacia.<\/p>\n

Pero la obstrucci\u00f3n de los vasos por s\u00ed sola no explica la merma en la fotos\u00edntesis. Los investigadores creen que la bacteria debe producir sustancias espec\u00edficas -toxinas todav\u00eda desconocidas- que ayudan a bloquear la producci\u00f3n de energ\u00eda. Esta conclusi\u00f3n emergi\u00f3 de experimentos con naranjos contaminados, pero bajo condiciones al menos en apariencia bastante favorables, con abundancia de agua y con un abastecimiento de gas carb\u00f3nico 140 veces superior al normal. Ser\u00eda una forma de eliminar la influencia de los estomas y la falta de agua, pero aun as\u00ed, y para sorpresa general, la fotos\u00edntesis de los naranjos enfermos fue un 20% menor -por lo tanto, la p\u00e9rdida fue reducida, pero no enteramente eliminada.<\/p>\n

Genes de adherencia
\n<\/strong>Marcos Antonio Machado, coordinador de otro equipo del Instituto Agron\u00f3mico, investig\u00f3 el problema desde otro \u00e1ngulo: en lugar de analizar el metabolismo de la planta, examin\u00f3 la actividad de los genes de la\u00a0Xylella<\/em>. Su trabajo profundiz\u00f3 las conclusiones de otros grupos del Genoma Funcional, que ya hab\u00edan advertido que las colonias de bacterias y la adherencia a las paredes de los vasos de la planta eran decisivas en las transformaciones que hacen que el \u00e1rbol se debilite y pare de producir.<\/p>\n

Machado compar\u00f3 la expresi\u00f3n de 2.205 genes de laXylella<\/em> en dos situaciones de cultivo en laboratorio: la primera de \u00e9stas, denominada condici\u00f3n de aislamiento primario, contemplaba bacterias recientemente extra\u00eddas de las plantas infectadas, que preservaban su capacidad de colonizar r\u00e1pidamente a las plantas; la otra, de aislamiento secundario, estaba integrada por bacterias retiradas mucho antes, que ya se hab\u00edan propagado 40 veces y se multiplicaban mucho m\u00e1s lentamente al ser inoculadas en los naranjos, de acuerdo con pruebas ya realizadas anteriormente.<\/p>\n

Utilizando un biochip<\/em> -una l\u00e1mina que permite diferenciar genes activos e inactivos- producido por el grupo de Mogi das Cruzes, Machado detect\u00f3 que alrededor de 30 genes se comportan de manera diferente, con respuestas que dependen esencialmente del parentesco con la bacteria retirada de la planta. De una manera general, las bacterias gen\u00e9ticamente m\u00e1s parecidas a la\u00a0Xylella<\/em> encontrada en la propia planta, mantenidas en la condici\u00f3n de aislamiento primario, presentan mayor capacidad de ocasionar la enfermedad -la llamada patogenicidad- que las del otro grupo. En el primer caso, se encontraba activo un n\u00famero mayor de genes vinculados al proceso de adherencia a la planta.<\/p>\n

En otro trabajo conjunto, en este caso con Gustavo Goldman, de la Facultad de Farmacia de la USP de Ribeir\u00e3o Preto, Marcos Machado analiz\u00f3 el grado de expresi\u00f3n de esos genes. Compar\u00f3 las dos situaciones de crecimiento y verific\u00f3 que en el aislamiento primario hab\u00eda genes relacionados con la adherencia alrededor de 20 veces m\u00e1s activos que en la otra condici\u00f3n de crecimiento. De este modo pudo confirmar la importancia de los genes de adherencia. Con todo, permanec\u00eda la pregunta: \u00bfel mismo efecto se manifestar\u00eda en otras plantas? Curiosamente, la generaci\u00f3n de bacterias pr\u00f3xima al retiro de la planta -con m\u00e1s copias de los genes de adherencia- infect\u00f3 a la vinca (Catharanthus roseus<\/em>), de manera similar a las naranjas. Fue un hallazgo importante. “La patogenicidad no parece estar relacionada con la especie de planta infectada, sino fundamentalmente con la bacteria”, comenta Machado.<\/p>\n

Lento crecimiento
\n<\/strong>El equipo de Jos\u00e9 Camillo Novello, de la Unicamp, trabaj\u00f3 con el producto de los genes: las prote\u00ednas, que en principio, si fueran bloqueadas, ayudar\u00edan a impedir el avance del ‘amarelinho’. Tras una selecci\u00f3n inicial, los investigadores del Laboratorio de Qu\u00edmica de Prote\u00ednas identificaron 142 prote\u00ednas producidas en mayor cantidad por la\u00a0Xylella<\/em>, pero se abocaron a 30 de \u00e9stas, asociadas a la capacidad de adherencia, a la absorci\u00f3n de nutrientes y a la toxicidad de la bacteria. Son prote\u00ednas que suscitan inter\u00e9s, fundamentalmente porque la bacteria las exporta al medio intercelular, tal como los investigadores lo describen en un art\u00edculo que ser\u00e1 publicado en\u00a0Proteomics<\/em> en febrero.\u00a0“Estas prote\u00ednas constituyen potenciales objetivos en el combate contra el ‘amarelinho'”, dice Marcus Smolka, uno de los integrantes del equipo de Novello, “porque en principio es m\u00e1s f\u00e1cil producir un compuesto que act\u00fae sobre una prote\u00edna que est\u00e9 fuera de la bacteria que uno que se encuentre dentro de \u00e9sta.”<\/p>\n

Al analizar el patr\u00f3n de esas prote\u00ednas, el grupo de la Unicamp constat\u00f3 que la\u00a0Xylella<\/em> carece de un mecanismo com\u00fan a otras bacterias, que permite fabricar prote\u00ednas r\u00e1pidamente. De acuerdo con Smolka, esta caracter\u00edstica ayuda a explicar el lento crecimiento de la\u00a0Xylella<\/em>, que demora entre ocho y diez horas para dividirse, mientras que la\u00a0Escherichia coli<\/em> no tarda m\u00e1s de 20 minutos. “Todo lleva a creer que la\u00a0Xylella<\/em> no logra responder de manera eficiente a las sustancias producidas por el sistema de defensa de la planta”, comenta. “Quiz\u00e1 por eso solamente logra crecer en agregados, lo que ofrece una forma de protecci\u00f3n.”<\/p>\n

Imprevistos
\n<\/strong>Pero no solamente de avances vive la ciencia. El a\u00f1o pasado, cuando parec\u00eda que la bacteria estaba a punto de ser dominada, se mostr\u00f3 dura de caer, e interpuso nuevos desaf\u00edos a los investigadores, en una se\u00f1al indicativa de que las pr\u00f3ximas etapas del trabajo pueden ser m\u00e1s complicadas de lo que se imaginaba. Surgieron resultados inesperados cuando se intent\u00f3 contaminar naranjos y plantas de tabaco con bacterias gen\u00e9ticamente alteradas, en las cuales la investigadora Patr\u00edcia Monteiro, por entonces trabajando para el Fondo de Defensa de la Citricultura (Fundecitrus), hab\u00eda desconectado genes relacionados con la patogenicidad.<\/p>\n

Los estudios llevados a cabo hasta el momento indican que la cepa utilizada -aislada en Jales, interior de S\u00e3o Paulo, y conocida por la sigla J1a12- no es virulenta. Una mala noticia, pues de ese modo, no se puede saber si la desactivaci\u00f3n de los genes realmente funcionar\u00eda a punto de tal impedir el desarrollo del ‘amarelinho’. La otra cepa m\u00e1s agresiva, la 9a5C, secuenciada en el marco del proyecto Genoma\u00a0Xylella<\/em>, se ha mostrado resistente a la transformaci\u00f3n gen\u00e9tica.<\/p>\n

“Puede ser que la J1a12 ocasione los s\u00edntomas solamente mucho despu\u00e9s, debido a que crece m\u00e1s lentamente”, comenta Patricia. En busca de cepas m\u00e1s agresivas cuyos genes puedan ser desactivados, los investigadores encontraron una alternativa prometedora: la B111, aislada en la regi\u00f3n de Bebedouro, capaz de contaminar a los naranjos con mayor eficacia que la de Jales, pero aun as\u00ed, menos virulenta que la 9a5C. Una vez superada esa etapa todo ser\u00e1 m\u00e1s f\u00e1cil, pues Beatriz Mendes y Francisco Mour\u00e3o, ambos de la USP, ampliaron el dominio de la t\u00e9cnica de producci\u00f3n de naranjos gen\u00e9ticamente modificados -al margen de la variedad Hamlin, obtenida en 2001, produjeron \u00e1rboles transg\u00e9nicos de naranja pera, valencia y natal. El laboratorio en el que trabajan est\u00e1 listo para recibir los genes de resistencia al ‘amarelinho’ ni bien sean hallados por los otros grupos de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

EL PROYECTO<\/strong>
\nGenoma Funcional de la\u00a0Xylella fastidiosa<\/em>, con 21 Proyectos Individuales de Investigaci\u00f3n
\nModalidad<\/strong>
\nPrograma Genoma FAPESP
\nCoodinadores
\n<\/strong>Jesus Aparecido Ferro – Unesp, y Ana Cla\u00fadia Rasera da Silva y Luiz Eduardo Aranha Camargo – USP
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong>R$ 2.048.228,98 y US$ 2.211.758,01<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Investigaciones muestran genes y mecanismos que pueden ayudar en el combate contra la bacteria causante del ‘amarelinho’","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[93],"class_list":["post-76464","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76464","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76464"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76464\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76464"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76464"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76464"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76464"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}