EL HONGO TIZÓN HA ENCONTRADO UNA NUEVA MANERA DE DESACTIVAR LA DEFENSA INMUNOLÓGICA DE LA PLANTA.

6 de Octubre de 2011.

Agentes patógenos que causan enfermedades en las plantas son una gran amenaza en la agricultura. Que pueden propagarse rápidamente y causar grandes pérdidas en los cultivos, especialmente hoy en monocultivos a gran escala. Para infectar una planta con éxito, los agentes patógenos deben superar los complejos sistemas de defensa de las plantas hospederas.

Mazorca de maíz infectada con Ustilago maydis. © Jan Schirawski.

Al estudiar el hongo tizón, Ustilago maydis el maíz, y en colaboración con colegas de varios otros institutos Max Planck y las universidades, los investigadores del Instituto Max Planck para la Microbiología Terrestre en Marburgo han descubierto cómo este patógeno vegetal puede reprogramar el metabolismo de las células de maíz para su propios fines para permitir que halla una infección éxitosa. Para ello, el hongo segrega un cóctel de proteínas, una de las cuales es la enzima Cmu1, una mutasa corismato. Esta enzima es captada por las células infectadas de la planta donde se reprograma el metabolismo de la planta y se suprime las defensas inmunológicas de la planta infectada. Enzimas similares también están formadas por muchos patógenos de plantas. Por lo tanto, este mecanismo podría ser una herramienta ampliamente utilizada por los agentes patógenos que infectan a las plantas con éxito.

Cmu1 es un componente de la vía metabólica shikimato, a través del cual las células producen tirosina y fenilalanina - aminoácidos esenciales para los seres humanos y animales - de la corismato material de partida. El ácido salicílico, que desempeña un papel importante en la defensa contra los patógenos en las plantas, también se forma a partir del corismato. Los investigadores establecidos en Marburg han descubierto ahora que las mutasas corismato, que han sido ampliamente estudiadas, tienen una función completamente nueva en patógenos vegetales.

Según los científicos, el patógeno tizón, del maíz segrega proteínas diferentes, incluyendo Cmu1, en la célula vegetal. "Cmu1 se redirecciona vía shikimato de la planta a fin de que las células produzcan menos ácido salicílico. La enzima interviene directamente en el metabolismo de la planta y mina su defensa de patógenos ", dice Regine Kahmann del Instituto Max Planck para la Microbiología Terrestre. Cmu1 también llega a las células vecinas a través de conexiones celulares naturales y reprogramadas para responder a las necesidades del hongo antes de que esten realmente infectadas por el hongo.

"Sin embargo, Cmu1 es sólo una de muchas proteínas con las que el hongo bombardea a la planta. No puede haber ninguna duda de que otras estrategias para superar la defensa de las plantas están en su lugar ", dice Armin Djamei, co-primer autor de la publicación con Kerstin Schipper. Por ejemplo, U. maydis tiene dos genes para enzimas que pueden hidroxilar ácido salicílico y lo convierten en un compuesto no activado de la defensa.

Los investigadores encontraron los genes para secretar las mutasas corismato casi exclusivamente en los patógenos de las plantas que, como Ustilago maydis, se basan en el tejido vegetal vivo. "Muchos otros microorganismos de este grupo, obviamente, son más astutos que las plantas de esta manera. Si podemos prevenir que los patógenos manipulen el metabolismo de la planta con sus mutasas corismato secretadas, es posible que tengamos un enfoque nuevo y eficaz para la reducción de pérdidas de cosechas en la agricultura ", dice Regine Kahmann.

Fuente: Max-Planck-Gesellschaft, Physorg.