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Sanchis-Lopez, ClaudiaAutor (correspondencia)Paul Cerna-Vargas, JeanAutor o CoautorSantamaria-Hernando, SarayAutor (correspondencia)Rodriguez-Palenzuela, PabloAutor o CoautorLopez-Solanilla, EmiliaAutor o CoautorHuerta-Cepas, JaimeAutor (correspondencia)Rodriguez-Herva, Jose JAutor (correspondencia)

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21 de octubre de 2021
Publicaciones
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Artículo

Prevalence and specificity of chemoreceptor profiles in plant-associated bacteria

Publicado en: mSystems. 6 (5): e0095121- - 2021-10-01 6(5), DOI: 10.1128/mSystems.00951-21

Autores:

Sanchis-Lopez, Claudia; Paul Cerna-Vargas, Jean; Santamaria-Hernando, Saray; Ramos, Cayo; Krell, Tino; Rodriguez-Palenzuela, Pablo; Lopez-Solanilla, Emilia; Huerta-Cepas, Jaime; Rodriguez-Herva, Jose J; Rodriguez-Herva, Jose J
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Afiliaciones

CSIC, Estn Expt Zaidin, Dept Environm Protect, Granada, Spain - Autor o Coautor
Interacciones Moleculares Planta-Patógeno. Universidad Politécnica de Madrid - Autor o Coautor
Univ Malaga, Fac Ciencias, Inst Hortofruticultura Subtrop & Mediterranea May, Area Genet,CSIC,IHSM UMA CSIC, Malaga, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Ctr Biotecnol & Genom Plantas CBGP, Inst Nacl Invest & Tecnol Agr & Alimentaria INIA, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Dept Biotecnol Biol Vegetal, Escuela Tecn Super Ingn Agron Alimentaria & Biosi, Madrid, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Chemosensory pathways are among the most abundant prokaryotic signal transduction systems, allowing bacteria to sense and respond to environmental stimuli. Signaling is typically initiated by the binding of specific molecules to the ligand binding domain (LBD) of chemoreceptor proteins (CRs). Although CRs play a central role in plant-microbiome interactions such as colonization and infection, little is known about their phylogenetic and ecological specificity. Here, we analyzed 82,277 CR sequences from 11,806 representative microbial species covering the whole prokaryotic phylogeny, and we classified them according to their LBD type using a de novo homology clustering method. Through phylogenomic analysis, we identified hundreds of LBDs that are found predominantly in plant-associated bacteria, including several LBDs specific to phytopathogens and plant symbionts. Functional annotation of our catalogue showed that many of the LBD clusters identified might constitute unknown types of LBDs. Moreover, we found that the taxonomic distribution of most LBD types that are specific to plant-associated bacteria is only partially explained by phylogeny, suggesting that lifestyle and niche adaptation are important factors in their selection. Finally, our results show that the profile of LBD types in a given genome is related to the lifestyle specialization, with plant symbionts and phytopathogens showing the highest number of niche-specific LBDs. The LBD catalogue and information on how to profile novel genomes are available at https://github.com/compgenomicslab/CRs. IMPORTANCE Considering the enormous variety of LBDs at sensor proteins, an important question resides in establishing the forces that have driven their evolution and selection. We present here the first clear demonstration that environmental factors play an important role in the selection and evolution of LBDs. We were able to demonstrate the existence of LBD families that are highly enriched in plant-associated bacteria but show a wide phylogenetic spread. These findings offer a number of research opportunities in the field of single transduction, such as the exploration of similar relationships in chemoreceptors of bacteria with a different lifestyle, like those inhabiting or infecting the human intestine. Similarly, our results raise the question whether similar LBD types might be shared by members of different sensor protein families. Lastly, we provide a comprehensive catalogue of CRs classified by their LBD region that includes a large number of putative new LBD types.
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Palabras clave

amino-acidaspartatechemoreceptorchemotaxisclassificationidentificationmethyl-accepting chemotaxis proteinplant-associated bacteriareceptorsreconstructionsystemvirulenceChemoreceptorChemotaxisDickeya-dadantii 3937Life on landMcpMethyl-accepting chemotaxis proteinPlant-associated bacteria

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista mSystems debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición 27/137, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Microbiology.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 2.39. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 13 Nov 2025)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 3.33 (fuente consultada: FECYT Mar 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2026-04-25, el siguiente número de citas:

  • WoS: 38
  • Scopus: 37
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-25:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 37.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 35 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 22.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 20 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/92729/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 44
  • Descargas: 12
Siguiendo con el impacto social del trabajo, es importante enfatizar el hecho de que, por su contenido, puede ser asignado a la línea de interés del ODS 15 - Life on land, con una probabilidad del 43% según el algoritmo mBERT desarrollado por Aurora University.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Sudan.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (LOPEZ SOLANILLA, EMILIA ANTONIA) y Último Autor (RODRIGUEZ HERVA, JOSE JUAN).

los autores responsables de establecer las labores de correspondencia han sido LOPEZ SOLANILLA, EMILIA ANTONIA, SANTAMARIA HERNANDO, SARAY, HUERTA CEPAS, JAIME y RODRIGUEZ HERVA, JOSE JUAN.

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Objetivos del proyecto

Los objetivos perseguidos en esta aportación se centran en profundizar en el conocimiento sobre los perfiles de quimiorreceptores en bacterias asociadas a plantas. Se pretende analizar 82,277 secuencias de quimiorreceptores de 11,806 especies microbianas representativas para clasificar sus dominios de unión a ligandos (LBD) mediante un método de agrupamiento homólogo de novo. Además, se busca identificar y caracterizar LBDs específicos de bacterias asociadas a plantas, incluyendo fitopatógenos y simbiontes. Se pretende evaluar la distribución taxonómica de estos LBDs para determinar la influencia de la filogenia y la adaptación al nicho ecológico. Finalmente, se aspira a relacionar los perfiles de LBD con la especialización del estilo de vida bacteriano y proporcionar un catálogo funcional y accesible de estos dominios.
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Resultados más relevantes

El estudio presenta un análisis exhaustivo de 82,277 secuencias de receptores quimiorreceptores (CR) de 11,806 especies microbianas representativas. Se identificaron cientos de dominios de unión a ligandos (LBD) predominantes en bacterias asociadas a plantas, incluyendo LBDs específicos de fitopatógenos y simbiontes vegetales. La anotación funcional reveló numerosos grupos de LBD posiblemente desconocidos hasta ahora. La distribución taxonómica de la mayoría de los LBD específicos de bacterias asociadas a plantas no se explica completamente por la filogenia, indicando que la adaptación al nicho y estilo de vida influyen en su selección. Finalmente, el perfil de LBD en un genoma está relacionado con la especialización del estilo de vida, destacando fitopatógenos y simbiontes con mayor número de LBDs específicos.
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