¿Qué convierte a un carroñero de hongos en un asesino?

Algunos de los monstruos más aterradores son microscópicos. Hongos carnívoros Artrobotrys oligospora No parece gran cosa mientras se come madera podrida. Pero cuando detecta la presencia de un gusano vivo, rodea a su víctima y se la come viva: puro combustible de pesadilla.

Hasta ahora, se sabía poco sobre cómo se produce el ataque del hongo mortal a nivel molecular. Investigadores de la Academia Sínica de Taiwán finalmente han descubierto cómo cambia la actividad genética de los hongos cuando los nematodos se acercan demasiado a… a. Oligosporidio. El equipo de investigación, dirigido por el biólogo molecular Hong-Chi Lin, descubrió que el hongo fabrica un tipo de adhesivo para los gusanos y proteínas atrapantes adicionales para obtener su alimento. Luego produce enzimas que descomponen el gusano para que pueda comenzar a comer.

Cayeron en una trampa

a. oligospora Vive en el suelo y es mayoritariamente saprofito, es decir, se alimenta de materia orgánica en descomposición. Pero esto puede cambiar rápidamente si se ve privado de nutrientes o detecta la presencia de nematodos tentadores cerca. Aquí es cuando entra en modo carnívoro.

Lin y sus colegas querían ver qué sucedía cuando el hongo, que es bajo en nutrientes, se introducía en los nematodos. Infección por Caenorhabditis elegans. El hongo mostró un aumento significativo en la replicación del ADN cuando detectó al gusano. Esto resultó en células trampa que contenían copias adicionales del genoma. Las células trampa se encuentran en las hifas, o hifas de los hongos, y producen un adhesivo para gusanos especializado que permite que esas hifas se adhieran al gusano una vez que queda atrapado en la trampa.

¿Cuáles pueden ser las acciones genéticas más importantes para ayudar a los hongos a crear trampas de hifas? Biogénesis de ribosomas, permitiendo una mayor producción de proteínas. Los ribosomas son donde se producen las proteínas, por lo que su biogénesis (literalmente crear más ribosomas) controla el crecimiento celular y también determina la cantidad de proteína que se produce.

Los investigadores también identificaron un nuevo grupo de proteínas, ahora conocidas como proteínas de enriquecimiento de trampa (TEP), que eran las proteínas producidas con mayor frecuencia por las células trampa de hongos. Estos parecen contribuir a la función de la trampa más que a su formación.

«Dada la localización de la proteína TEP en la superficie de las células trampa, planteamos la hipótesis de que las TEP pueden ser críticas para la función de la trampa», dijeron en un estudio. Estancia Publicado recientemente en PLoS Biology. «suma C. elegans…conduce a su arresto inmediato”.

A medida que el hongo se esfuerza más en crear una trampa y formar un adhesivo para los gusanos, desprioriza actividades que en realidad no están involucradas en el proceso. Segmentos de ADN que normalmente ayudan a. oligosporidio La digestión de la materia muerta está regulada a la baja, lo que significa que hay menos actividad genética en estos compartimentos en respuesta a que el hongo detecta al gusano. Cuando el gusano se acercó a. oligosporidio, El hongo mostró una regulación positiva de los genes que producen proteasas o enzimas que descomponen las proteínas.

no puedo salir

Otros genes adicionales no experimentaron cambios en su actividad hasta que el gusano fue capturado. Una vez C. elegans caí en esa trampa a. oligosporidio Con una red pegajosa de hilos, el equipo observó un aumento en la producción de proteínas que debilitaban a la presa. Estas proteínas pueden manipular las células de sus presas para que funcionen de manera diferente, lo que podría proporcionar una forma para que los patógenos entren y tomen el control. Luego, el hongo utiliza proteasas para digerir los nematodos que se quedan atrapados en sus hilos.

a. oligosporidio Contiene más de 400 genes que codifican proteínas que controlan sus interacciones con otros organismos.. Cuando la introducción de nematodos convirtió al hongo en carnívoro, más de la mitad de los organismos comenzaron a comportarse de manera diferente. Estas proteínas están debilitadas. C. elegans A través de una variedad de mecanismos. Por ejemplo, algunos de ellos son resistentes a los péptidos antimicrobianos producidos por los nematodos.

Ahora se cree que el adhesivo producido por el hongo está estrechamente relacionado con las proteínas TEP y puede que no tenga ningún efecto en los humanos, pero es un superpegamento para los gusanos que adhieren las hifas del hongo a su carne. Los gusanos no tienen forma de escapar de ser comidos vivos.

Esta experiencia puede haber sido horrible para los nematodos involucrados, pero fue un gran avance para el equipo de Lin. Ahora han identificado un conjunto completamente nuevo de genes que llevan a cabo la función de trampa de hongos. Sus hallazgos con a. oligosporidio Se puede comparar con la actividad genética de otros hongos patógenos, incluidos aquellos que destruyen cultivos, por lo que algún día una generación mejorada de antifúngicos podría verse influenciada por esta película de terror microscópica.

PLOS Biología, 2023. DOI: 10.1371/diario.pbio.3002400