Jueves, 28 de Abril de 2016 09:25

Los hongos emplean un camuflaje molecular para enga�ar a las plantas e infectarlas

Antonio Mart�n
Califica este artículo
(1 voto)
Un investigador de la Universidad de C�rdoba analiza el hongo 'Fusarium oxysporum' en el microscopio Un investigador de la Universidad de C�rdoba analiza el hongo 'Fusarium oxysporum' en el microscopio A. M.

La Universidad de C�rdoba descubre c�mo los pat�genos se disfrazan con una mol�cula parecida al de su hospedador y aumentar as� la eficacia de sus ataques

En las guerras, se emplean artima�as poco l�citas para sorprender al enemigo. Un ejemplo es imitar el uniforme del rival para colarse en sus l�neas y causar estragos. Esta acci�n se llama operaci�n de falsa bandera y es muy parecida a la que emplea el hongo Fusarium oxysporum para infectar las plantas que parasita y evitar ser detectado por el sistema inmune. Este hongo produce importantes da�os en cultivos como el del pl�tano o del tomate. Un equipo de cient�ficos de la Universidad de C�rdoba ha descubierto que una de las banderas que enarbola el hongo es una peque�a prote�na muy parecida a la que tiene el vegetal v�ctima del ataque, que no s�lo bloquea la acci�n defensiva, sino que adem�s vuelve m�s agresivo al invasor.

El equilibrio entre la acidez y la alcalinidad es fundamental para todos los organismos y, l�gicamente tambi�n, en el reino vegetal. Las plantas se mueven en un filo en torno a un pH neutro. El suelo y otros factores ambientales pueden alterar el equilibrio y afectar su desarrollo. Por ejemplo, un entorno m�s alcalino hace que la ra�z frene su crecimiento, por lo que la adquisici�n de nutrientes se ralentiza y afecta al porte de la planta. La planta secreta una hormona llamada RALF para regular su propio pH y as� crecer y desarrollarse correctamente.

Muchos hongos pat�genos tienen la capacidad de elevar el pH de la planta, aunque hasta ahora no se conoc�a el mecanismo de la alcalinizaci�n ni tampoco su importancia en la infecci�n. Ahora, el equipo de la UCO, cuyo investigador principal es Antonio Di Pietro, ha descrito que el aumento del pH activa una prote�na del hongo fundamental para atacar la planta. Con esta prote�na, el agente se vuelve m�s infeccioso. Este efecto fue descrito en la tesis doctoral de David Segorbe, depositada en la Universidad de C�rdoba.

Ahora, el equipo ha ido m�s all�. �Al analizar la secuencia del genoma del hongo Fusarium oxysporum observamos que hab�a una secuencia id�ntica a la que codifica la hormona RALF de las plantas�, explica Di Pietro, catedr�tico en el Departamento de Gen�tica de la UCO. Los investigadores proponen que, a lo largo de la evoluci�n, el hongo puede haber importado este gen directamente de la planta.

Al igual que otros microorganismos pat�genos como las bacterias, el hongo manipula a su hu�sped para que �ste no dispare contra �l su sistema inmune. Para ello, los microorganismos invasores han desarrollado un tipo especial de mol�culas llamadas efectores que act�an directamente sobre el organismo atacado, haci�ndole creer que es parte de su bando. En un trabajo experimental realizado en tomate (Solanum lycopersicum), los investigadores observaron que la planta no reconoce como extra�o al hongo, ya que emplea herramientas gen�ticas similares a las del vegetal, concretamente el efector RALF, cuya secuencia gen�tica comparte con la planta. De esta manera, el par�sito logra escabullirse del sistema defensivo al mismo tiempo que modifica el pH de la planta, alcaliniz�ndolo. En el ambiente m�s b�sico, el efecto es doble: no s�lo deja de crecer la ra�z de la planta, sino que el propio invasor se vuelve m�s agresivo. Este trabajo ha sido publicado recientemente en la revista Nature Microbiology.


Manipular las plantas para que no caigan en el enga�o
Los cient�ficos se preguntaron entonces si una planta que no fuera capaz de responder con el pH estar�a menos afectada por el ataque de falsa bandera del hongo. A partir de esa hip�tesis, el grupo estudi� la infecci�n del hongo en un mutante de la planta modelo Arabidopsis thaliana que ten�a anulado el receptor para la hormona RALF. Aquellas plantas que ten�an alterado su sistema de regulaci�n del pH, no eran capaces de reconocer tampoco el ardid del invasor, por lo que resultaban menos afectados por el ataque que las que que s� ca�an en la trampa.

A ra�z de ese descubrimiento, algunos cient�ficos y empresas quieren impedir ahora la argucia del hongo y reforzar el sistema defensivo de la planta, manipulando el receptor de la hormona RALF. �Se quiere evitar que los cultivos de inter�s comercial sean manipulados por los pat�genos�, resume Di Pietro. Entre otros, se pretende aplicar esta estrategia al pl�tano (Musa � paradisiaca), un cultivo que se ve gravemente afectado por el ataque de Fusarium oxysporum en los pa�ses productores.

Cabe destacar que gran parte de la investigaci�n sobre RALF fue el resultado del trabajo de fin de grado y de m�ster de una alumna de biolog�a de la Universidad de C�rdoba, Sara Masachis. �Es poco com�n y muy meritorio que una estudiante pregrado obtenga resultados de semejante impacto�, resalta su coordinador.

Sara Masachis, David Segorbe, David Turr�, Mercedes Leon-Ruiz, Ursula F�rst, Mennat El Ghalid, Guy Leonard, Manuel S. L�pez-Berges, Thomas A. Richards, Georg Felix and Antonio Di Pietro, �A fungal pathogen secretes plant alkalinizing peptides to increase infection�. Nature Microbiology. (2016) Article Number: 16043. doi: 10.1038/NMICROBIOL.2016.43