Investigadores salmantinos hallan las proteínas que regulan la visión del hongo 'Phycomyces'

Antonio Martín/DICYT Un grupo de investigadores pertenecientes al Área de Genética del Departamento de Microbiología y Genética y al Centro Hispano-Luso de Investigaciones Agrarias de la Universidad de Salamanca acaba de descubrir las dos proteínas centrales que regulan la visión del hongo Phycomyces blakesleeanus. Publicado en la portada de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), una de las publicaciones científicas más prestigiosas, este hallazgo puede ayudar a comprender claves del comportamiento de organismos más complejos. Este hongo posee una capacidad de visión similar a la del ser humano, a pesar de ser un organismo extremamente sencillo.

Phycomyces blakesleeanus es un organismo modelo utilizado en el ámbito científico desde los años 1950 por poseer unas respuestas muy sencillas de medir y de observar. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1969 Max Delbrück (1906-1981) se fijó en él porque consideraba que cuando se trata de rutas complejas de comportamiento, lo más sencillo es acudir a un organismo fácil de analizar y luego extrapolar los resultados a seres más complejos. Este enfoque reduccionista ha sido continuado por el grupo que encabeza el catedrático Arturo Pérez Eslava en el área de Genética de la Universidad de Salamanca. No en vano, Pérez Eslava fue discípulo de Delbrück durante su estancia en el Instituto Tecnológico de California (Pasadena, Estados Unidos) en los años 70.

El trabajo con este hongo ha tenido desde entonces mucho recorrido. El propio Pérez Eslava publicó en la revista científica Molecular General Genetics en 1973, junto a otros dos investigadores, el primer árbol de integración sensorial de la especie. Phycomyces blakesleeanus es un organismo unicelular con capacidad para crecer hasta 10 centímetros y de reaccionar ante señales ambientales entre las que se incluyen la luz, la gravedad, el viento y la presencia de objetos cercanos, cambiando la velocidad y la dirección de crecimiento de su esporangióforo. Hace unos años, se produjo un hecho importante en la investigación con este modelo. Las posibilidades de investigación en torno a esta especie y, por tanto, de extrapolar los resultados obtenidos a seres más desarrollados, dio un vuelco con la descripción del genoma, compuesto por aproximadamente 14.792 regiones codificantes.

Secuenciación del genoma

Con la secuenciación del genoma, llevada a cabo por la empresa americana JGI hace unos pocos años, la investigación en torno al hongo Phycomyces, presente en zonas boscosas del planeta, se pudo centrar en los mecanismos moleculares que están detrás de estas respuestas sensoriales. Éstos ya son los segundos resultados que son portada de PNAS, en un plazo de tres años, del grupo de la Universidad de Salamanca, que realiza un trabajo colegiado con otros grupos de las Universidades de Glasgow (Reino Unido), Sevilla, Misuri-Kansas City y Duke (Estados Unidos). "Tiene más importancia obtener respuestas para un trabajo que llevas desarrollando cuarenta años que la publicación en revistas científicas de gran impacto", responde, no obstante, Pérez Eslava.

En ambas investigaciones, los científicos trabajaron con mutantes que tenían alterada su respuesta de crecimiento hacia la luz (fototropismo). Estos mutantes ciegos se denominaron mad (tanto por su significado en inglés, locos, como en homenaje a Max Delbrück, a través de sus iniciales). "Para averiguar los componentes de los canales de información que van desde la recepción de la luz a la ejecución de las respuestas trabajamos como quien intervine las conexiones de una línea telefónica, cortando al azar uno de sus elementos y averiguando qué comunicaciones han resultado afectadas.", explica el catedrático de Genética. En 2006, el equipo logró determinar la molécula fotorreceptora codificada por el gen madA. En 2009, han descrito la molécula fotorreceptora codificada por el gen madB y algo más. "No sólo hemos encontrado otra molécula fotorrepectora, también hemos determinado que estas dos proteínas MADA y MADB interaccionan formando un complejo que dirige todas las respuestas a la luz", explica Catalina Sanz, la primera de los investigadores firmantes del artículo.

Posibles aplicaciones

Aunque el trabajo tiene un eminente cariz básico, las investigaciones pueden ser aplicadas en una vertiente más práctica. Se sabe, gracias a la investigación, que los promotores de algunos genes de Phycomyces pueden ser inducibles por la luz, entre estos promotores se encuentran los de los genes responsables de la síntesis de carotenos (compuestos químicos precursores de retinol ampliamente utilizado en la industria cosmética y del licopeno, β-caroteno y astaxantina apreciados como colorantes naturales en la industria alimentaria). “El conocimiento de los mecanismos moleculares mediante los cuales la luz activa los promotores de los genes carotenogénicos permitirá controlar la producción industrial de estos compuestos” comenta Catalina Sanz.

Grupo de investigación de excelencia de Castilla y León

El equipo del doctor Pérez Eslava es considerado por la Junta de Castilla y León como grupo de investigación de excelencia de esta comunidad autónoma. Centrado en el análisis genético de la percepción y transducción de señales en hongos saprofitos, endofitos y fitopatógenos, cuenta con apoyo económico tanto de la Administración autonómica, como del Ministerio de Ciencia e Innovación y de la Unión Europea. La aportación de la Junta se eleva a 250.000 euros. Además de este grupo de trabajo, existen otros cuatro en el área de Genética con investigaciones cercanas. José María Díaz Mínguez, director del Ciale, dirige uno que investiga Fusasium, un género de hongos filopatógenos de interés agrícola. Ernesto Pérez Benito encabeza otro que analiza la acción de hongos en fresas y vides. El de Íñigo Zabalgoeazcoa trata la especie Epichloë festucae. Y el de Enrique Iturriaga Urbistondo, el género de hongos Mucor.