Las cumarinas vegetales modulan la biosíntesis de productos naturales en un endófito de raíz de Streptomyces

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Ciencias de las Plantas
• Química de Productos Naturales

Sus antecedentes:

• El microbioma vegetal es crucial para la salud de las plantas, y las especies de Streptomyces producen productos naturales beneficiosos.
• Las cumarinas, metabolitos vegetales, influyen en los microbiomas de las raíces, pero su efecto sobre la biosíntesis microbiana no está claro.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo las cumarinas escopoletina y escopolina afectan el metabolismo especializado del endófito de raíz de Arabidopsis, Streptomyces sp. ATMOS53.
• Comprender el impacto de las cumarinas en la biosíntesis de productos naturales microbianos y la actividad antimicrobiana.

Principales métodos:

• Se emplearon análisis multiómicos (genómica, transcriptómica, metabolómica).
• Streptomyces sp. ATMOS53 se trató con escopoletina y escopolina.
• Se realizaron ensayos de actividad antimicrobiana contra especies de Bacillus y Paenibacillus.

Principales resultados:

• Las cumarinas activaron la biosíntesis de alcaloides de pirrolizidina (bohemaminas).
• La biosíntesis de antraciclinas se alteró, con reducción de productos tardíos y acumulación de metabolitos tempranos de desviación.
• Esto resultó en una disminución de la actividad antimicrobiana de Streptomyces sp. ATMOS53.
• La represión de la producción de antraciclinas mediada por cumarinas se conservó en Streptomyces peucetius y Streptomyces galilaeus.

Conclusiones:

• Las cumarinas actúan como moduladores significativos del metabolismo especializado de Streptomyces.
• Los productos químicos derivados de plantas pueden controlar las capacidades biosintéticas de los microbios asociados a las plantas.
• Estos hallazgos resaltan estrategias ecológicas potenciales para la agricultura mediante la manipulación de las interacciones planta-microbio.