Secuenciado el genoma de un hongo que responde a estímulos lumínicos

La Universidad de Salamanca participa en un trabajo sobre el hongo ‘Phycomyces’ que ayuda a entender la evolución de la percepción de los estímulos externos de los organismos.

Investigadores de la Universidad de Salamanca han participado en la secuenciación del genoma del hongo Phycomyces. La importancia de este trabajo, que se acaba de publicar en la revista científica Current Biology, reside en que ayuda a entender la evolución de la percepción de los estímulos externos en los organismos y su evolución. De hecho, este hongo ya despertó la curiosidad del premio Nobel Max Delbrück, uno de los fundadores de la biología molecular, que lo usó como sistema modelo para tratar de entender los mecanismos que utilizan las células para captar señales ambientales.

El trabajo ha sido coordinado por Luis Corrochano, de la Universidad de Sevilla, pero se ha llevado a cabo en gran parte en el Joint Genome Institute de Estados Unidos, en colaboración con científicos de 31 universidades y centros de investigación pertenecientes a 13 países. Por parte de la Universidad de Salamanca, participan nueve investigadores de los grupos de Arturo Pérez Eslava y Ángel Domínguez.

Ilustración de la respuesta del hongo al estímulo lumúnico
Ilustración de la respuesta del hongo al estímulo lumúnico

Secuenciar y analizar el genoma de hongos es importante porque ayuda a esclarecer la evolución de la percepción de los estímulos externos en los organismos, ya que los hongos detectan señales externas y reaccionan a ellas modificando su desarrollo, dirección de crecimiento y metabolismo.

Desde mediados del siglo XIX los biólogos han estado fascinados por las respuestas sensoriales de las hifas aéreas del hongo Phycomyces. Estos esporangióforos son células gigantes que pueden alcanzar más de 7 centímetros de longitud, crecen a velocidades de unos 3 milímetros a la hora y contienen muchos núcleos. Además, responden a la luz, la gravedad, el aire, y la presencia de objetos cercanos, entre otras cosas. También el resto del hongo -el micelio- responde a la luz y a otros estímulos ambientales.

Captar las señales

Esta serie de reacciones condujo al premio Nobel Max Delbrück, uno de los fundadores de la biología molecular, a usar Phycomyces como sistema modelo para tratar de entender los mecanismos que usan las células para captar señales ambientales, así como para adaptarse a ellas y elaborar mecanismos de respuesta.

Por otra parte, también se ha utilizado en este trabajo Mucor circinelloides, un hongo filogenéticamente muy próximo a Phycomyces, que presenta respuestas similares y, además, en algunos casos, es un patógeno humano. La percepción sensorial es la base de la adaptación a condiciones ambientales cambiantes y sirve, entre otras cosas, para que los hongos regulen su crecimiento, para reciclar desechos orgánicos y para que sepan cuándo y cómo infectar a plantas o animales.

Nuevos genes sensoriales

El artículo publicado en la revista Current Biology abre nuevas perspectivas sobre la evolución de la percepción sensorial en los hongos. La secuenciación y anotación de los genomas de Phycomyces y Mucor suministra evidencias de que una antigua duplicación del genoma, y su posterior evolución, produjo nuevos genes que incrementaron el número de rutas de transducción sensorial. En particular el aumento del número de genes relacionados con las respuesta a la luz incrementaron el rango de percepción de la señal luminosa hasta aproximadamente la sensibilidad que tiene el ojo humano tanto a la luz tenue, la de las estrellas, como a la luz brillante del sol a mediodía. Estos resultados suponen un gran avance en el entendimiento del papel de la dinámica del genoma en la evolución de la percepción de los sentidos.

Referencia bibliográfica

Corrochano LM, Alan Kuo , Marina Marcet-Houben,, Silvia Polaino , Asaf Salamov , José M. Villalobos-Escobedo , Jane Grimwood, M. Isabel Álvarez , Javier Avalos , Diane Bauer , Ernesto P. Benito, , Isabelle Benoit, Gertraud Burger , Lola P. Camino , David Cánovas , Enrique Cerdá-Olmedo , Jan-Fang Cheng , Angel Domínguez , Marek Eliáš , Arturo P. Eslava , Fabian Glaser , Gabriel Gutiérrez , Joseph Heitman , Bernard Henrissat, , Enrique A. Iturriaga , B. Franz Lang , José L. Lavín, Soo Chan Lee , Wenjun Li, Erika Lindquist , Sergio López-García, Eva M. Luque , Ana T. Marcos , Joel Martin , Kevin McCluskey, Humberto R. Medina , Alejandro Miralles-Durán , Atsushi Miyazaki , Elisa Muñoz-Torres, José A. Oguiza , Robin A. Ohm , María Olmedo , Margarita Orejas , Lucila Ortiz-Castellanos, Antonio G. Pisabarro, Julio RodríguezRomero , José Ruiz-Herrera, Rosa Ruiz-Vázquez, Catalina Sanz , Wendy Schackwitz , Mahdi Shahriari , Ekaterina Shelest , Fátima Silva-Franco, Darren Soanes , Khajamohiddin Syed, Víctor G. Tagua , Nicholas J. Talbot, Michael R. Thon, , Hope Tice , Ronald P. de Vries, Ad Wiebenga, Jagjit S. Yadav , Edward L. Braun, Scott E. Baker, Victoriano Garre , Jeremy Schmutz, Benjamin A. Horwitz, Santiago TorresMartínez, Alexander Idnurm,, Alfredo Herrera-Estrella , Toni Gabaldón, Igor V. Grigoriev. Expansion of signal transduction pathways in fungi by extensive genome duplication. Current Biology, 2016.

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