Las relaciones intergenómicas hongo-planta

Las moléculas de ARN de pequeño tamaño son fundamentales para el silenciamiento génico transcripcional y post-transcripcional. Recientemente, unos investigadores descubrieron el papel que desempeñan en la patogénesis vegetal.

Actualmente la comunidad científica cree que los ARN de pequeño tamaño y determinadas proteínas efectoras como las proteínas de la familia Argonauta (AGO) se trasfieren y funcionan a lo largo de la interfase planta-patógeno. Los investigadores participantes en el proyecto SMALLRNATRANSFER (Intergenomic relationships during plant-pathogen interactions) comprobaron esta hipótesis.

Para tal fin, emplearon como modelo de estudio la interacción entre el hongo Colletotrichum higginsianum y la planta Arabidopsis thaliana, ya que está asociación está muy bien caracterizada. En primer lugar, los investigadores emplearon una técnica de secuenciación de alta resolución para identificar moléculas específicas de ARN de pequeño tamaño de C. higginsianum asociadas con proteínas AGO de Arabidopsis.

Tras generar bibliotecas de moléculas de ARN de pequeño tamaño para plantas de Arabidopsis infectadas por C. higginsianum, los investigadores llevaron a cabo una secuenciación masiva. Dado que estos no pudieron confirmar la fiabilidad de la mayoría de las secuencias obtenidas para el hongo, se desarrollaron bibliotecas de moléculas de ARN de pequeño tamaño a partir de micelios de C. higginsianum. Durante este proceso, los investigadores sí lograron identificar componentes importantes de la maquinaria de silenciamiento de ARN, a saber, dos proteínas AGO, dos proteínas DICER y tres ARN polimerasas dependientes de ARN.

Para caracterizar los perfiles de expresión de moléculas de ARN de pequeño tamaño en C. higginsianum, los socios del proyecto desarrollaron diferentes cepas del hongo defectuosas para el silenciamiento genético junto con proteínas AGO1 y AGO2 del hongo marcadas con epítopes. Algunas de estas cepas defectuosas para el silenciamiento genético como la Δdcl1 y Δago1 provocaron defectos en la conidiación y en la morfología de los conidios. La conidiación se refiere a la reproducción asexual a partir de esporas.

Por medio de análisis transcriptómicos, los investigadores demostraron que una cepa concreta de C. higginsianum presenta un virus residente. Este es un descubrimiento clave, ya que este hongo emplea la maquinaria del ARN de interferencia (ARNi) para controlar la proliferación del virus y evitar una conidiación defectuosa. Los resultados son interesantes puesto que apuntan a que no existe relación entre la supresión de la inmunidad vegetal y la disminución de la patogenia inducida por virus.

El conocimiento y las herramientas desarrolladas en el transcurso de este proyecto poseen gran utilidad tanto para la investigación fundamental como para la aplicada referente a las interacciones planta-patógeno. En actividades futuras de investigación se podría explorar el impacto de pequeñas moléculas virales de ARN y de asociaciones mutualistas virus-hongo sobre la incidencia y la severidad de enfermedades en plantas.

Las potenciales aplicaciones incluyen el control de plagas y el desarrollo de variantes de plantas resistentes a enfermedades. Esto a su vez mejoraría la seguridad y calidad de los alimentos.