Grupo estuda hábitos sexuais de fungos em busca de estratégias para combater espécies nocivas

Objetivo de pesquisadores da USP e colaboradores é encontrar formas de inibir a troca de genes entre indivíduos de uma população, dificultando o ganho de resistência a fungicidas

André Julião  |  Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) têm se dedicado a observar os hábitos sexuais de fungos com o objetivo de encontrar estratégias para combater espécies potencialmente nocivas a humanos e plantas. Eles já descobriram, por exemplo, um complexo de proteínas que sinaliza para o microrganismo quando o ambiente não é favorável à reprodução.

Os resultados do estudo, apoiado pela FAPESP, foram publicados na revista PLOS Genetics.

“A reprodução sexuada pode ser muito vantajosa para fungos patogênicos, pois favorece recombinações genéticas e ganho de resistência a fungicidas, por exemplo. Desse modo, é importante entender a dinâmica sexual desses organismos”, explicou Gustavo Henrique Goldman, professor da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP) e coordenador da pesquisa.

Parte de uma colaboração entre a USP e a Universidade de Bath, no Reino Unido, o trabalho foi conduzido no âmbito do Programa São Paulo Researchers in International Collaboration (SPRINT). Também participaram colaboradores dos Estados Unidos.

O grupo usou como modelo de estudo o Aspergillus nidulans, que não é nocivo a humanos ou plantas, mas é muito próximo geneticamente de espécies patogênicas, como o A. flavus (um dos principais contaminantes de grãos após a colheita) e o A. fumigatus (conhecido por causar infecções em ambiente hospitalar em pacientes com baixa imunidade).

Outro projeto coordenado por Goldman, também com apoio da FAPESP, investiga proteínas que protegem o A. fumigatus em condições de estresse.

Inibidor sexual

No artigo publicado em PLOS Genetics, os pesquisadores descreveram, pela primeira, vez um conjunto de proteínas que sinaliza para o fungo a presença ou a ausência de glicose no meio. Na falta do alimento, o A. nidulans reprime a reprodução.

Uma possível explicação para o fenômeno seria o alto gasto de energia demandado pela reprodução. A sinalização, portanto, preveniria o organismo de começar um processo que não poderia ser concluído na ausência de alimento.

O grupo também descobriu que, no A. nidulans, as chamadas “proteínas G” – grupo de moléculas responsável pela sinalização em vários organismos – indicam a presença ou a ausência de luz no ambiente.

Se estiver no escuro e com disponibilidade de alimento, o fungo se reproduz de forma sexuada, se aproximando de outro indivíduo e compartilhando material genético. Na presença de luz, ele realiza a reprodução assexuada, lançando esporos no ar a fim de se disseminar.

Na avaliação de Goldman, a descoberta feita na espécie-modelo pode indicar formas de combater fungos patogênicos.

“Se encontrarmos meios de controlar a troca de genes dentro da população, poderemos controlar a resistência a fungicidas. Ao aplicar um fungicida e, ao mesmo tempo, um composto inibidor do processo sexual, poderemos diminuir a dispersão de variedades resistentes dentro da população”, explicou.

Uma vantagem das proteínas G descritas é que o seu mecanismo de ação é específico do fungo. Por isso, caso seja criada uma forma de inibi-las em patógenos, o risco de prejudicar lavouras ou humanos é muito baixo.

Os pesquisadores mostraram ainda o sistema que regula a produção da esterigmatocistina, composto secundário que, em espécies como A. flavus serve como precursor da aflatoxina, bastante prejudicial à lavoura.

“Quando entendemos melhor como compostos secundários são produzidos, temos outra possibilidade de controlar a proliferação desse tipo de organismo em plantas ou mesmo em humanos”, disse o pesquisador.

O grupo pretende agora estudar as interações entre as proteínas que compõem o sistema, a fim de entender com mais detalhes a interação do fungo com a luz e como exatamente ele produz toxinas.

O artigo GPCR-mediated glucose sensing system regulates light-dependent fungal development and mycotoxin production (doi: 10.1371/journal.pgen.1008419), de Thaila Fernanda dos Reis, Laura Mellado, Jessica M. Lohmar, Lilian Pereira Silva, Jing-Jiang Zhou, Ana M. Calvo, Gustavo H. Goldman e Neil A. Brown, pode ser lido em: https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008419.