Grupo de investigación de Genética y Microbiología de la UPNA. Fila superior (de izq. a dcha.), Lucía Ramírez Nasto, Manuel Alfaro Santos, Leticia López Varas, Gerardo Pisabarro de Lucas, Francisco Santoyo Santos, Raúl Castanera Andrés y Gumer Perez Garrido. Fila inferior (de izq. a dcha.), José Antonio Oguiza Tomé, Martha Lucía Meijueiro Orozco y Alessandra Borgognone.
El Grupo de Investigación de Genética y Microbiología de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha participado en la secuenciación del genoma de dos hongos (Phycomyces blakesleeanus y Mucor circinelloides), a través de un consorcio de 31 laboratorios de trece países, lo que ha arrojado luz sobre cómo ha evolucionado la percepción sensorial de estos organismos, sobre todo, la de la luz. Investigar y caracterizar dicho genoma permitirá profundizar en sus potenciales aplicaciones prácticas como saber por qué algunos hongos pueden actuar como agentes patógenos en lugar de como organismos benignos, y ayudará a optimizar su uso en la descomposición de biomasa para obtener energía. Los investigadores han utilizado para su trabajo la infraestructura del Instituto de Genómica (Joint Genome Institute, JGI), dependiente del Departamento de Energía de Estados Unidos.
La percepción de señales ambientales y, en concreto, de la luz, es un proceso esencial en el funcionamiento de los seres vivos. En todos los niveles evolutivos (organismos unicelulares, hongos, plantas y animales) se han desarrollado sistemas de detección y respuesta a la luz.
Con el fin de entender los mecanismos que utilizan las células para percibir y adaptarse a las señales del medio ambiente, es necesario disponer de un sistema modelo con gran sensibilidad a la luz y fácilmente manejable en el laboratorio. Max Delbrück, el físico reconvertido en uno de los padres de la moderna biología molecular y premio Nobel de Medicina y Fisiología, encontró este sistema modelo en el hongo Phycomyces blakesleeanus. Este hongo desarrolla un órgano encargado de producir esporas (el esporangióforo) que muestra una extraordinaria sensibilidad a la luz, gravedad, tacto e, incluso, a la presencia de objetos cercanos. Phycomyces blakesleeanus es muy sensible a la luz y, como los humanos, es capaz de percibir la luz de las estrellas y de adaptarse a los cambios en la intensidad de esta como los que se dan durante el día.
El órgano encargado de producir esporas (el esporangióforo) del Phycomyces blakesleeanus muestra una extraordinaria sensibilidad a la luz, gravedad, tacto y presencia de objetos cercanos (Foto: Mª. del Mar Gil Sánchez, Universidad de Sevilla).
La percepción sensorial ayuda a los hongos a mejorar el crecimiento y el reciclaje de residuos orgánicos y a saber cuándo y cómo infectar un huésped vegetal o animal.
Mucor circinelloides, un hongo relacionado con Phycomyces, tiene respuestas similares y la importancia añadida de que, a veces, es un patógeno de los seres humanos.
Duplicación del genoma
Los resultados de la secuenciación de ambos hongos, recientemente publicados en la revista “Current Biology”, editada por Elsevier, demuestran que se produjo una duplicación del genoma de estos hongos, un hecho poco habitual en estos organismos, pero observado con frecuencia en la evolución de plantas y animales. Esta duplicación permitió la aparición de nuevos componentes que mejoraron la percepción de la luz y las vías de transmisión de la señal luminosa.
La contribución del Grupo de Investigación de Genética y Microbiología de la UPNA en este proyecto, liderado por científicos de la Universidad de Sevilla, se ha centrado en el estudio de los grupos de genes de estos hongos que participan en las cadenas respiratoria y de transmisión de la señal.
Por parte de la UPNA, han participado en la investigación dos docentes del Departamento de Producción Agraria: el catedrático Gerardo Pisabarro de Lucas y el profesor José Antonio Oguiza Tomé, además de José Luis Lavín Trueba (doctor por la UPNA, donde trabajó en este proyecto y continuó con él en el Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias CIC bioGUNE de Vizcaya).