Algunos de los monstruos más aterradores son microscópicos. El hongo carnívoro Artrobotrys oligospora No parece mucho mientras devora la madera podrida. Pero cuando detecta un gusano vivo, atrapa a su víctima y la consume viva: puro combustible de pesadilla.
Hasta ahora no se sabía mucho sobre cómo se produce el ataque del hongo asesino a nivel molecular. Investigadores de la Academia Sínica de Taiwán finalmente han descubierto cómo cambia la actividad genética del hongo cuando un nematodo se acerca demasiado a A. oligospora. Dirigido por el biólogo molecular Hung-Che Lin, el equipo de investigación descubrió que el hongo sintetiza una especie de adhesivo para gusanos y proteínas adicionales para atrapar su alimento. Luego produce enzimas que descomponen al gusano para que pueda comenzar a darse un festín.
Atrapado en una trampa
A. oligospora Vive en el suelo y es mayoritariamente saprotrófico, lo que significa que se alimenta de materia orgánica en descomposición. Pero eso puede cambiar rápidamente si se ve privado de nutrientes o detecta un nematodo tentador cerca. Aquí es cuando entra en modo carnívoro.
Lin y sus colegas querían ver qué sucedía cuando el hongo, con pocos nutrientes, se introducía en el nematodo. Caenorhabiditis elegans. El hongo mostró un aumento significativo en la replicación del ADN cuando detectó al gusano. Esto dio como resultado que las células trampa tuvieran copias adicionales del genoma. Las células de la trampa residen en filamentos de hongos, o hifas, y producen un adhesivo para gusanos especializado que permitiría que esas hifas se adhieran al gusano una vez que quede atrapado en la trampa.
Lo que puede ser la acción genética más importante para ayudar al hongo a crear una trampa a partir de hifas es la biogénesis de ribosomas, que permite una mayor producción de proteínas. Los ribosomas son donde se producen las proteínas, por lo que su biogénesis (literalmente, la creación de más ribosomas) controla el crecimiento celular y también determina cuánta proteína se sintetiza.
Los investigadores también identificaron un nuevo grupo de proteínas, ahora conocidas como proteínas enriquecidas en trampas (TEP), que eran las proteínas producidas con mayor frecuencia en las células trampa de hongos. Estos parecían contribuir a la función de la trampa más que a la 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 el funcionamiento de las trampas», dijeron en un estudio publicado recientemente en PLoS Biology. “Agregando C. elegans… conduce a su captura inmediata”.
A medida que el hongo se esforzó más en crear una trampa y formar adhesivo para lombrices, perdió prioridad en actividades que realmente no están involucradas en el proceso. Segmentos de ADN que suelen ayudar A. oligospora La materia muerta digerida estaba regulada a la baja, lo que significa que había una menor actividad genética en estos segmentos en respuesta a que el hongo detectaba al gusano. Cuando un gusano se acercó A. oligospora, 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 vieron cambios en la actividad hasta que el gusano ya fue atrapado. Una vez C. elegans entró en la trampa que A. oligospora Se había fijado con una red pegajosa de hifas, el equipo notó un aumento en la producción de proteínas que debilitan a las presas. Estas proteínas son capaces de manipular las células de sus presas para que funcionen de manera diferente, lo que potencialmente proporciona una forma para que el patógeno entre y tome el control. Luego, el hongo utiliza proteasas para digerir los nematodos que se quedan atrapados en sus hifas.
A. oligospora Tiene más de 400 genes que codifican proteínas que controlan sus interacciones con otros organismos.. Cuando la introducción de un nematodo hizo que el hongo se volviera carnívoro, más de la mitad de ellos empezaron a comportarse de manera diferente. Estas proteínas se debilitan C. elegans a través de una variedad de mecanismos. Por poner un ejemplo, algunos de ellos combaten los péptidos antimicrobianos producidos por el nematodo.
El adhesivo sintetizado por el hongo, que ahora se cree que tiene una estrecha asociación con las proteínas TEP, puede no tener ningún efecto en los humanos, pero es un superpegamento para los gusanos que une las hifas a su carne. No tienen forma de escapar de ser devorados vivos.
Este experimento podría haber sido espantoso para los nematodos involucrados, pero fue un gran avance para el equipo de Lin. Ahora han identificado un grupo completamente nuevo de genes que hacen funcionar una trampa de hongos. Sus hallazgos con A. oligospora podría compararse 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/journal.pbio.3002400