Señalización y patogénesis en hongos Responsable: Antonio Di Pietro
Los hongos patógenos utilizan señales químicas y físicas para percibir la disponibilidad de nutrientes, el contacto con superficies y la presencia del huésped. La información es captada por receptores y procesada por una red de vías celulares que disparan el programa genético de la infección. Las cascadas MAPK (proteína quinasas activadas por mitógenos) juegan un papel fundamental en los hongos patógenos. Nuestro grupo ha sido el primero en caracterizar una MAPK (denominada Fmk1 de Fusarium MAP Kinase 1) en un patógeno del suelo. Los mutantes de F. oxysporum que portan un alelo inactivado de fmk1 son incapaces de penetrar y causar síntomas de fusariosis en plantas de tomate. Actualmente se desconoce la función exacta de esta cascada MAPK en la patogénesis fúngica, aunque resultados de nuestro grupo apuntan a que controla múltiples procesos durante la infección, tal como la adhesión a la planta, la producción de enzimas líticas o el crecimiento invasivo en tejido vegetal.
Respuesta quimiotrópica en F. oxysporum
La primera respuesta del hongo fitopatógeno durante la infección es la percepción de compuestos químicos de la planta y el crecimiento dirigido hacia ellos (quimiotropismo). Actualmente no se conocen las bases moleculares del quimiotropismo en hongos patógenos. Resultados obtenidos en nuestro laboratorio demuestran que F. oxysporum es capaz de crecer hacia una variedad de compuestos, tal como nutrientes, feromonas sexuales o compuestos secretados por raíces de tomate. Estamos trabajando en la caracterización molecular de las señales y de sus respectivos receptores celulares, además de las rutas implicadas en la percepción y transducción. Esta investigación se desarrolla dentro del proyecto Europeo "FUNGIBRAIN: Sensing and integration of signals governing cell polarity and tropism in fungi" del 7º Programa Marco, en el que colaboran 8 grupos académicos y 3 empresas multinacionales
Regulación de cascadas MAPK y patogenicidad por el pH
La patogenicidad de F. oxysporum depende de la correcta señalización a través de tres distintas MAPKs, Fmk1, Mpk1 y Hog1. Estas rutas se regulan por factores ambientales como son nutrientes, pH o señales de la planta, y que provocan cambios rápidos en el patrón de fosforilación de las MAPKs. Además existen otras proteína quinasas como TOR (target of rapamycin), que intervienen también en el proceso de infección. Nuestro objetivo es entender la regulación de las cascadas MAPK por factores ambientales, particularmente el pH, y su papel en la patogénesis fúngica. Esta línea se encuadra dentro del proyecto Europeo "ARIADNE: Signaling circuitry controlling fungal virulence: identification and characterization of conserved and specific fungal virulence genes as common antifungal targets" del 7º Programa Marco, en el que colaboran 7 grupos académicos y 2 empresas
multinacionales
Mecanismos genéticos de adaptación al estilo de vida patogénico
F. oxysporum es considerado un patógeno de amplio rango, ya que es capaz de causar enfermedad en una gran variedad de especies vegetales y animales. Actualmente representa el único modelo descrito en hongos que hace posible estudiar los mecanismos de infección en ambos reinos de huéspedes. Esto nos ha permitido identificar una serie de genes y mecanismos importantes para la patogénesis en plantas de tomate y/o en ratón. Datos recientes del grupo indican que determinadas regiones del genoma de F. oxysporum sufren reorganizaciones frecuentes. Esto puede considerarse un mecanismo para incrementar variabilidad fenotípica del hongo. En colaboración con otros laboratorios estamos tratando de identificar los mecanismos genéticos que causan estos cambios y de estudiar su posible función en la evolución de nuevas formas patogénicas de F. oxysporum.
