Los científicos de UC Riverside han descubierto un arma molecular sigilosa que las plantas utilizan para atacar las células del moho gris invasor.
por Jules Bernstein, Universidad de California – Riverside
Si alguna vez has visto una fruta peluda en tu refrigerador, has visto moho gris . Es un hongo agresivo que infecta a más de 1.400 especies de plantas diferentes: casi todas las frutas, verduras y muchas flores. Es el segundo hongo más dañino para los cultivos alimentarios en el mundo y causa miles de millones en pérdidas anuales de cultivos.
Un nuevo artículo publicado en la revista Cell Host & Microbe describe cómo las plantas envían pequeñas «burbujas» de lípidos aparentemente inofensivas llenas de ARN a través de las líneas enemigas, hacia las células del moho agresivo. Una vez dentro, salen diferentes tipos de ARN para suprimir las células infecciosas que los absorbieron.
«Las plantas no se quedan ahí sentadas sin hacer nada. Están tratando de protegerse del moho, y ahora tenemos una mejor idea de cómo lo hacen», dijo Hailing Jin, profesor del Departamento de Microbiología y Patología Vegetal de la UCR y autor principal. del nuevo papel.
Anteriormente, el equipo de Jin descubrió que las plantas utilizan las burbujas, técnicamente llamadas vesículas extracelulares, para enviar pequeñas moléculas de ARN capaces de silenciar los genes que hacen que el moho sea virulento. Ahora, el equipo ha aprendido que estas burbujas también pueden contener moléculas de ARN mensajero, o ARNm, que atacan procesos celulares importantes, incluidas las funciones de los orgánulos en las células del moho.
«Estos ARNm pueden codificar algunas proteínas que terminan en las mitocondrias de las células del moho. Esas son las centrales eléctricas de cualquier célula porque generan energía», explicó Jin. «Una vez dentro, alteran la estructura y función de las mitocondrias del hongo, lo que inhibe el crecimiento y la virulencia del hongo».
No está del todo claro por qué el hongo acepta las burbujas de lípidos. Jin teoriza que tal vez simplemente tengan hambre. «Es probable que el hongo absorba las vesículas porque sólo quiere nutrientes. No saben que esos ARN están ocultos en las vesículas», dijo.
La estrategia es eficaz para las plantas, porque una molécula de ARNm puede tener un efecto enorme sobre el hongo . «La belleza de entregar ARNm, en lugar de otras formas de armas moleculares, es que un ARN puede traducirse en muchas copias de proteínas. Esto amplifica el efecto del arma de ARNm», dijo Jin.
El moho también utiliza estas mismas burbujas de lípidos para administrar ARN pequeños y dañinos a las plantas que están infectando para suprimir la inmunidad del huésped, una capacidad desarrollada como parte de una carrera armamentista coevolutiva. Debido a que los ARN se degradan fácilmente, las burbujas brindan una excelente protección para el transporte de cargas vulnerables, tanto para plantas como para hongos.
«Durante las infecciones, siempre hay muchas comunicaciones e intercambios de moléculas donde las plantas y los hongos intentan luchar entre sí», dijo Jin. «Antes la gente observaba el intercambio de proteínas. Ahora, la tecnología moderna nos ha permitido descubrir otro grupo importante de jugadores en esta batalla».
En el futuro, los científicos esperan utilizar este descubrimiento para crear fungicidas innovadores y ecológicos. «Los fungicidas a base de ARN no dejarían residuos tóxicos en el medio ambiente y no afectarían a los humanos ni a los animales. El ARN está presente en la mayoría de los alimentos y se digiere fácilmente», dijo Jin.
«Existe una batalla interminable para controlar las plagas y los patógenos. Si podemos entregar ARNm que interfiera con las funciones celulares del moho, podremos ayudar a las plantas a luchar más eficazmente en esta batalla».
Más información: Shumei Wang et al, Los ARNm de plantas se mueven hacia un patógeno fúngico a través de vesículas extracelulares para reducir la infección, Cell Host & Microbe (2023). DOI: 10.1016/j.chom.2023.11.020
