Investigan los hábitos sexuales de los hongos para combatir a las especies nocivas

El objetivo de los científicos es hallar formas de inhibir el intercambio de genes entre ejemplares de una población para dificultar el aumento de la resistencia a los fungicidas

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, ha venido abocándose a observar los hábitos sexuales de los hongos con el objetivo de encontrar estrategias tendientes a combatir especies potencialmente nocivas para humanos y plantas. Y han descubierto un complejo de proteínas que le indica a los microorganismos en qué momento el ambiente no es favorable para la reproducción, por ejemplo.

Los resultados del estudio, que contó con el apoyo de la FAPESP, salieron publicados en la revista PLOS Genetics.

“La reproducción sexuada puede ser sumamente ventajosa para los hongos patogénicos, pues favorece recombinaciones genéticas y el aumento de la resistencia a los fungicidas, por ejemplo. Por eso es importante entender la dinámica sexual de esos organismos”, explicó Gustavo Henrique Goldman, docente de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP) y coordinador de la investigación.

Este trabajo, que formó parte de una colaboración entre la USP y la Universidad de Bath, en el Reino Unido, tuvo lugar en el marco del Programa São Paulo Researchers in International Collaboration (SPRINT). También participaron colaboradores de Estados Unidos.

El grupo utilizó como modelo de estudio el Aspergillus nidulans, que no es nocivo para humanos o plantas, pero que es a su vez muy cercano genéticamente a especies patogénicas tales como A. flavus (uno de los principales contaminantes de granos después de la cosecha) y A. fumigatus (conocido por causar infecciones en ambientes hospitalarios en pacientes con baja inmunidad).

En el marco de otro proyecto coordinado por Goldman, también con el apoyo de la FAPESP, se investigan proteínas que protegen al A. fumigatus en condiciones de estrés.

Un inhibidor sexual

En el artículo publicado en PLOS Genetics, los investigadores describieron por primera vez un conjunto de proteínas que le indica al hongo la presencia o la ausencia de glucosa en el medio. Ante la falta de ese alimento, el A. nidulans reprime su reproducción.

Una posible explicación de este fenómeno residiría en el alto gasto de energía que requiere la reproducción. Por ende, esa señalización prevendría al microorganismo para que no ponga en marcha un proceso que no podría concluir debido a la ausencia de alimento.

El grupo también descubrió que en A. nidulans, las denominadas “proteínas G” –el grupo de moléculas encargadas de la señalización en diversos organismos– indican la presencia o la ausencia de luz en el ambiente.

De estar oscuro y con disponibilidad de alimento, el hongo se reproduce en forma sexuada, al acercarse a otro ejemplar y compartir su material genético. En presencia de luz, concreta su reproducción asexuada, arrojando esporas al aire con el fin de propagarse.

A juicio de Goldman, este descubrimiento realizado en la especie modelo puede indicar formas de combatir a los hongos patogénicos.

“De hallarse los medios como para controlar el intercambio de genes dentro de la población, podremos controlar la resistencia a los fungicidas. Al aplicar un fungicida y, al mismo tiempo, un compuesto inhibidor del proceso sexual, podremos disminuir la dispersión de variedades resistentes dentro de la población”, explicó.

Una ventaja de las proteínas G descritas indica que su mecanismo de acción es específico del hongo. Por este motivo, en caso de que se elabore una forma de inhibirlas en los patógenos, el riesgo de perjudicar a los cultivos o a los humanos es muy bajo.

Los investigadores demostraron también el sistema que regula la producción de la esterigmatocistina, un compuesto secundario que, en especies como A. flavus, sirve como precursor de la aflatoxina, bastante perjudicial para los cultivos.

“Cuando entendemos mejor cómo se elaboran los compuestos secundarios, contamos con otra posibilidad para controlar la proliferación de este tipo de organismos en plantas e incluso en humanos”, dijo el investigador.

El grupo pretende ahora estudiar las interacciones entre las proteínas que componen el sistema, con el fin de entender con mayores detalles la interacción del hongo con la luz y comprender con exactitud cómo este produce las toxinas.

Puede leerse el artículo intitulado 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 y Neil A. Brown, en el siguiente enlace: journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008419.