In silico approaches for prediction of protein-protein interactions between Ralstonia solanacearum GMI1000 and Solanum lycopersicum

Abstract

Ralstonia solanacearum es una bacteria patógena de plantas conocida por su letalidad a nivel global, cuyo huésped por excelencia es Solanum lycopersicum, comúnmente llamado tomate, alimento originario de Sur América que genera anualmente ingresos importantes para el sector agrícola. R. solanacearum ingresa a la planta a través de las raíces e inicia el proceso patogénico al activar la secreción de proteínas especializadas llamadas efectores de tipo III (T3E). Una vez que los T3E de R. solanacearum realizan su actividad específica dentro de las células vegetales al interaccionar con proteínas de la planta, este patógeno genera marchitez y posteriormente la muerte de la planta. Por tanto, la infección de este patógeno significa un riesgo económico importante, ocasionando pérdidas de hasta un 50% en la producción anual de tomate. El presente trabajo se enfoca en inferir interacciones proteína-proteína (PPIs) entre los T3E de R. solanacearum GMI1000, una cepa que típicamente infecta tomate, y proteínas de tomate. El proceso patogénico consiste en gran medida en interacciones exitosas de proteínas, por esto el estudio de las PPIs permite deducir las funciones que cumplen las proteínas, sus posibles complejos y redes de interacción. Asimismo, aportan al entendimiento de la patogenicidad de R. solanacearum. En este trabajo, primero, se emplearon dos enfoques in silico, el método Interolog y el método basado en Dominios, obteniendo como resultado 21557 y 13615 PPIs, para el primer y segundo enfoque respectivamente. Posteriormente, se aceptaron como verificadas aquellas interacciones que estuvieran presentes en ambos métodos, alcanzando un total de 12261 posibles PPIs. Adicionalmente, se descubrió que los efectores RipG1 hasta RipG7 comparten sus interacciones, permitiendo deducir que los T3E, cuya familia o función sea similar, pueden interactuar con las mismas proteínas. Finalmente, se realizó un análisis de ontología de genes para conocer las funciones que desempeñan las proteínas de tomate interactuantes. Estos resultados probaron que, la mayoría de T3E interactúan con proteínas que se interrelacionan con sitios específicos de otras moléculas, que actúan como catalizadores o llevan a cabo procesos celulares.