El descubrimiento de un poderoso «arma» utilizada por muchos hongos causantes de enfermedades para infectar y destruir importantes cultivos alimentarios básicos, como el arroz y el maíz, podría ofrecer nuevas estrategias para reforzar la seguridad alimentaria mundial, según investigadores de la Universidad Nacional Australiana (ANU) en colaboración con científicos de Alemania y Estados Unidos.
por la Universidad Nacional Australiana
Al igual que los humanos, muchos hongos dependen de las plantas como fuente de alimento. Esto afecta la producción de los cultivos. Se estima que los agricultores pierden entre el 10 % y el 23 % de sus cultivos cada año debido a enfermedades fúngicas .
El equipo internacional de investigación descubrió que una enzima conocida como «NUDIX hidrolasa» es utilizada por muchos hongos patógenos como arma para causar enfermedades en las plantas. Los hallazgos se publicaron en Science .
Al descubrir el papel que desempeña esta enzima al infectar las plantas, los investigadores creen que pueden diseñar cultivos de arroz más resistentes, así como otros cultivos de frutas y verduras, capaces de protegerse contra las enfermedades.
Los hallazgos podrían contribuir a reforzar la seguridad alimentaria en países donde el arroz y el maíz son productos básicos importantes. Según el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, el arroz es el alimento básico de más de la mitad de la población mundial.
El autor principal, el Dr. Carl McCombe, quien completó este trabajo como parte de su doctorado en la ANU, dijo que la enzima causante de la enfermedad puede infiltrarse en las células vegetales y atacar una molécula de señalización clave involucrada en la detección del fosfato, un nutriente vital necesario para la supervivencia de las plantas.
Explicó que la enzima secuestra vías moleculares clave y engaña a la planta haciéndole creer que tiene escasez de fosfato, lo que activa una respuesta similar a la inanición. Esto permite que el patógeno evada los mecanismos naturales de defensa del sistema inmunitario y cause enfermedades en el cultivo.
«En colaboración con colegas de la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear, pudimos revelar la estructura de la enzima en detalle mediante una técnica llamada cristalografía de rayos X», explicó el Dr. McCombe, quien actualmente es investigador postdoctoral en el Instituto Tecnológico de California (Caltech).
«Comprender el aspecto de la enzima nos proporcionó información crucial sobre cómo la utilizan los patógenos para atacar a las plantas».
El profesor asociado Simon Williams, quien dirigió la contribución del equipo de investigación de la ANU a este trabajo, dijo que además de diseñar nuevos cultivos con un sistema inmunológico potenciado, los hallazgos de la investigación también podrían ayudar a los científicos a descubrir nuevas formas de desactivar el «efecto secuestro» de la enzima, similar a encenderla y apagarla como un interruptor de luz.
Gran parte de nuestro trabajo se centró en el hongo patógeno Magnaporthe oryzae, causante de la enfermedad del tizón del arroz . El arroz es un alimento básico de vital importancia, y las pérdidas causadas por esta enfermedad podrían alimentar a 60 millones de personas cada año, afirmó el profesor asociado Williams.
Nuestra investigación también revela que la hidrolasa NUDIX es utilizada como arma por diversos hongos, incluyendo los responsables de la antracnosis en cultivos de frutas, hortalizas y semillas. Estas enfermedades afectan la producción de alimentos como mangos, melones, maíz y garbanzos, productos que los australianos disfrutan a diario.
«Esto sugiere que nuestro trabajo también tiene implicaciones para salvaguardar otros alimentos básicos importantes, como frutas y verduras».
El profesor asociado Williams dijo que los hallazgos ofrecen una hoja de ruta para desarrollar nuevas estrategias de manejo de la enfermedad.
«Esto podría implicar modificar el sistema inmunitario de la planta para detectar la enzima o bloquear su función. Esto podría ayudar a los agricultores a proteger sus cultivos y asegurar el suministro mundial de alimentos», afirmó.
En este trabajo participaron científicos de la ANU, la Universidad RWTH Aachen y la Universidad Estatal de Luisiana.
Más información: Carl L. McCombe et al., Hongos fitopatógenos secuestran la señalización de fosfato con efectores enzimáticos conservados, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adl5764 . www.science.org/doi/10.1126/science.adl5764
