Un camino para derrotar a los cultivos

3 de agosto de 2023

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por Jules Bernstein, Universidad de California - Riverside

Es un moho que causa miles de millones en pérdidas de cosechas cada año, infectando bayas, tomates y la mayoría de las otras frutas y verduras. Ahora, los investigadores han encontrado una manera de derrotar al moho sin derramar productos químicos tóxicos sobre los cultivos.

Si alguna vez has visto una fresa gris peluda, has visto moho gris. Afecta a más de 1.400 especies de plantas diferentes y no existe una cura real para ella. Ser capaz de controlarlo puede depender del descubrimiento de "burbujas" de lípidos secretadas por las células del moho, que algunos investigadores previamente descartaron como insignificantes.

De hecho, una nueva investigación de UC Riverside muestra que estas burbujas son esenciales para las comunicaciones entre los patógenos y sus huéspedes, incluidos muchos tipos de hongos, así como bacterias y mamíferos. En este caso, los investigadores descubrieron que el moho gris ha aprendido a utilizar las burbujas para lograr infecciones exitosas.

"Debido a que son difíciles de aislar y estudiar, las importantes funciones de estas burbujas de lípidos, también llamadas vesículas extracelulares, se han pasado por alto durante décadas", dijo Hailing Jin, profesor de microbiología y patología vegetal de la UCR, quien dirigió el proyecto de investigación.

"Ahora sabemos que el moho, al igual que sus plantas huéspedes, también utiliza vesículas extracelulares para proteger y entregar armas: pequeñas moléculas de ARN que silencian los genes implicados en el sistema inmunológico de las plantas", dijo Jin.

Este hallazgo se detalla en la revista Nature Communications, donde los investigadores no sólo muestran que el moho gris secreta ARN virulento en estas burbujas basadas en lípidos, sino que una proteína particular es clave para la capacidad del moho de producir burbujas.

La proteína tetraspanina aparece en la superficie de las burbujas. Los investigadores descubrieron que si eliminaban la capacidad del moho para producir tetraspanina, la capacidad del moho para secretar y producir burbujas se reducía en gran medida.

"Si eliminamos este componente clave de las vesículas, podemos atenuar su capacidad para entregar las armas de pequeños ARN u otras moléculas que suprimen la inmunidad del huésped", dijo Jin.

Anteriormente, el mismo equipo de investigación también identificó genes que permiten al hongo producir pequeñas moléculas de ARN. Eliminar esos genes, así como los que permiten que el hongo produzca tetraspanina, permitiría una nueva generación de "fungicidas de ARN" que inhiben la enfermedad del moho gris.

"Todo tiene ARN y los humanos y los animales lo digieren fácilmente. El ARN se puede degradar rápidamente en el medio ambiente y no deja residuos tóxicos", dijo Jin. Actualmente, los principales tratamientos para el moho gris son los fungicidas y estos productos químicos pueden afectar negativamente a la salud humana y animal y a nuestro medio ambiente".

El moho gris es el segundo hongo más dañino para los cultivos alimentarios en el mundo, precedido únicamente por el patógeno del arroz Magnaporthe. Un fungicida ecológico basado en ARN y que ataca la capacidad de secretar vesículas extracelulares también puede ser eficaz contra Magnaporthe y otros hongos patógenos.

"Con el cambio climático tan rápido, muchas infecciones fúngicas pueden empeorar. Estamos entusiasmados de desarrollar nuevos métodos ecológicos para proteger el suministro mundial de alimentos que puedan ser ampliamente aplicables", afirmó Jin.

Más información: Baoye He et al, Los ARN pequeños de hongos viajan en vesículas extracelulares para ingresar a las células vegetales a través de endocitosis mediada por clatrina, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-40093-4

Información de la revista:Comunicaciones de la naturaleza

Proporcionado por la Universidad de California - Riverside