Los hongos pueden sentir señales ambientales y reaccionar en consecuencia, cambiando su desarrollo, dirección de crecimiento y metabolismo. La percepción sensorial se encuentra en el corazón de la adaptación a las condiciones cambiantes, y ayuda a los hongos a mejorar el crecimiento y reciclar los desechos orgánicos, y saber cuándo ycómo infectar a una planta o animal huésped. Nuevos resultados basados en caracterizar y luego realizar un análisis comparativo de dos secuencias del genoma publicado en línea el 26 de mayo de 2016 en la revista Biología actual arroja nueva luz sobre la evolución de la percepción sensorial en hongos.
Para el estudio, los investigadores secuenciaron y anotaron Mucoromycotina genomas, específicamente los de Phycomyces blakesleeanus y su relativo Mucor circinelloides . El trabajo fue dirigido por investigadores del Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de los EE. UU. DOE JGI, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE, en colaboración con científicos de 31 centros de investigación y universidades de 13 países, y coordinado por científicos deUniversidad de Sevilla en España. La captura de la variación genómica de los hongos permite a los investigadores construir una base para traducir su potencial genómico en aplicaciones prácticas. Por ejemplo, comprender los mecanismos por los cuales se perciben estas señales ambientales podría proporcionar información sobre cómo pueden cambiar algunos hongossus patrones de crecimiento para actuar como patógenos en lugar de organismos benignos.
Comprender el metabolismo fúngico
"Se sabe muy poco sobre hongos basales como Mucoromycotina y la genómica puede ser la forma más eficiente de comprender su metabolismo ", dijo el director del programa de genomas fúngicos del DOE JGI, Igor Grigoriev, sobre este proyecto, que se realizó como parte de un proyecto del Programa de Ciencias Comunitarias de 2006.alta sensibilidad a las señales ambientales, que cuando se entiende podrían usarse para el control natural de algunos de estos procesos metabólicos. La alta capacidad para acumular lípidos en Mucor circinelloides por ejemplo, puede tener aplicaciones de biocombustibles "
El equipo descubrió que ambas especies habían sufrido una duplicación completa del genoma, una ocurrencia rara en los hongos. La duplicación del genoma condujo a una expansión de las familias de genes y al desarrollo de genes especializados, proporcionando nuevas proteínas que han permitido que estos hongos refinen la forma en quepercibir señales del medio ambiente para regular su crecimiento y desarrollo.
Evolución de la percepción sensorial
Los biólogos han estado fascinados durante más de un siglo por las respuestas sensoriales finamente sintonizadas de los esporangióforos de P. blakesleeanus . El esporangiophore es una célula gigante larga y de rápido crecimiento con muchos núcleos que responde a la luz, la gravedad, el tacto e incluso la mera presencia de objetos cercanos. Estos "portadores de esporas" son hifas aéreas especiales que crecen en el aire durante varioscentímetros y dispersar las esporas formadas en su punta. P. blakesleeanus aproxima la sensibilidad del ojo humano a la tenue luz de las estrellas por la noche y al brillo del medio día a la luz del sol.
" Phycomyces blakesleeanus es mejor conocido porque fue estudiado por el premio Nobel Max Delbrück, quien reconoció su potencial como organismo modelo para el estudio de la percepción sensorial ", señaló el investigador de la Universidad de Sevilla, Luis Corrochano, primer autor del estudio y coordinador del proyecto".Delbrück se sintió atraído por la elegante simplicidad del comportamiento del cuerpo fructífero de P. blakesleeanus que puede reaccionar a la luz y otras señales del medio ambiente, incluida la gravedad, el viento y los objetos adyacentes al cambiar su dirección de crecimiento ". Oportunamente, los investigadores dedicaron este estudio a la memoria de Delbrück.
Mucor circinelloides , un hongo relacionado, tiene respuestas ambientales similares, y a veces también actúa como un patógeno humano. Las secuencias del genoma de Phycomyces y Mucor proporcione evidencia de que una duplicación del genoma antiguo produjo nuevos genes para expandir las vías de transducción de señales y mejorar los mecanismos para detectar la luz y otras señales en este grupo de hongos. Por ejemplo, el equipo encontró que la exposición a la luz produjo cambios masivos en la regulación génica endiferentes tejidos fúngicos e hipotetizan que la respuesta refinada a la luz es una consecuencia de la duplicación y especialización de genes después de la duplicación del genoma completo. Estos resultados avanzan en la comprensión del papel de la dinámica del genoma en la evolución de la percepción sensorial que, a su vez, podría generar genesvías útiles para comprender la adaptación fúngica y para acelerar la descomposición de la biomasa para bioenergía.
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Materiales proporcionado por DOE / Instituto Conjunto del Genoma . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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