Revelando la causa de la pudrición del centro de la cebolla

Desde 1983, se sabe que la bacteria Pantoea ananatis infecta varios cultivos importantes, incluidos cebollas, arroz y maíz.

Sin embargo, no estaba claro qué moléculas estaban involucradas. Un nuevo estudio, publicado en mBio , ha identificado a uno de los culpables: el pantafos. Curiosamente, los investigadores han descubierto que el pantafos también puede actuar como herbicida y es tóxico para las células del glioblastoma, lo que lo convierte en un candidato interesante para aplicaciones agrícolas y biomédicas.

«Las malezas resistentes a los herbicidas son un problema en la agricultura», dijo William Metcalf (líder de MMG), profesor de microbiología. «Desafortunadamente, no ha habido una nueva clase de herbicida durante más de 30 años. Si podemos entender cómo el pantafos causa la pudrición de la cebolla, podemos resolver un gran problema».

Los científicos de la Universidad de Cornell habían comparado previamente las cepas de P. ananatis que causan enfermedades con otras cepas inocuas. Identificaron un grupo de genes, designados como hvr, que eran responsables de causar la pudrición de la cebolla. Los investigadores del artículo actual se inspiraron en estos estudios y, posteriormente, identificaron qué moléculas eran producidas por estos genes y encontraron pantafos.

«Podemos inyectar cebollas con pantaphos purificado y causar la pudrición de la cebolla. Las cebollas inyectadas comienzan a pudrirse y se vuelven gruesas y blandas. Fue emocionante verlo», dijo Alexander Polidore, un Ph.D. estudiante en el laboratorio de Metcalf. «Además, las bacterias que no pueden sintetizar esta molécula no pueden causar la pudrición de la cebolla, lo que significa que es necesaria para causar la infección».

«Si podemos entender completamente cómo la bacteria produce el pantafos, podemos identificar múltiples pasos de intervención. Si podemos detener cualquiera de esos procesos, podemos deshacernos de la pudrición de la cebolla «, dijo Metcalf.

Curiosamente, el pantafos también se ha mostrado prometedor como herbicida eficaz. «Comparé el pentafos con Liberty y Roundup, que son herbicidas comunes, y fue tan bueno, o incluso mejor, contra las malezas típicas como las plántulas de mostaza», dijo Polidore.

Un requisito importante para un herbicida es que mata las malas hierbas, pero no es tóxico para otros animales, incluidos los humanos. Por lo tanto, los investigadores probaron la toxicidad del pantafos contra otros organismos. «Aunque no afecta a otras bacterias y hongos, encontramos que es moderadamente tóxico para las líneas celulares humanas normales, pero sorprendentemente tóxico para las líneas celulares de glioblastoma. Estábamos emocionados porque esas células cancerosas son notoriamente difíciles de matar», dijo Polidore.

Aunque el pantafos es algo tóxico para las líneas celulares humanas, es posible que no sea tóxico para los animales enteros. «Si le das pantafos a un ratón y no se absorbe en el intestino, será mucho menos tóxico», dijo Metcalf. «Por lo tanto, nuestros estudios de líneas celulares son preliminares y requerirán experimentos de seguimiento para definir el nivel de toxicidad en humanos».

Actualmente, los investigadores están tratando de comprender cómo el pantafos mata las malas hierbas y las células de glioblastoma . Los resultados de esos estudios pueden ayudarlos a diseñar versiones modificadas de la molécula que afecten solo a los objetivos deseables. Usando análisis bioinformático, también han encontrado genes hvr similares en otras bacterias , lo que indica que puede haber varias moléculas similares al pantafos que podrían usarse como posibles herbicidas o fármacos terapéuticos.