Científicos descubren la genética detrás del tizón mortal de la avena

El tizón de la avena Victoria fue devastador para las regiones productoras de avena en Estados Unidos, pero ahora, investigadores han descubierto la composición genética de la enfermedad y pueden comprender mejor cómo ataca los cultivos de avena.

Un equipo de varias instituciones ha identificado los mecanismos genéticos que permiten la producción de una toxina mortal llamada Victorin, la causa del tizón de la avena Victoria, una enfermedad que acabó con los cultivos de avena en el país norteamericano en la década de 1940.

El tizón de Victoria es causado por el hongo Cochliobolus victoriae, que produce la toxina Victorin, pero hasta ahora nadie ha descubierto los genes y mecanismos involucrados.

La profesora y presidenta de la Sección de Patología Vegetal y Biología Vegetal-Microbiana de la Escuela de Ciencia Integrativa de las Plantas, en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida (CALS) de Cornell, además de coautora del presente estudio, Gillian Turgeon, comenta al respecto: “Las variedades de avena preferidas por los agricultores en la década de 1940 eran resistentes a la roya de la corona, pero más tarde los científicos descubrieron que este era el rasgo que hacía que esas variedades de avena fueran susceptibles al tizón de Victoria porque la toxina Victorin estaba dirigida a esa proteína vegetal específica. Descubrir las moléculas involucradas en esta interacción hongo-planta es fundamental para comprender cómo responden las plantas al ataque de diversos microbios”.

La mayoría de las toxinas fúngicas son sintetizadas por enzimas grandes y multifuncionales, y los pequeños péptidos creados por estas enzimas incluyen tanto toxinas como medicamentos, como el antibiótico penicilina. Pero Turgeon y el coautor Heng Chooi, investigadores de la Universidad de Australia Occidental, descubrieron que la toxina Victorin en realidad se sintetiza directamente en el ribosoma, que es un orgánulo en las células que produce la mayoría de las proteínas. Estas pequeñas moléculas producidas en los ribosomas se conocen como péptidos sintetizados ribosómicamente y modificados postraduccionalmente (RiPP).

El primer autor Simon Kessler, un estudiante de doctorado en la Universidad de Australia Occidental, confirmó la función enzimática de varios genes de Victorina, incluida una nueva enzima que convierte el péptido de Victorina en su forma activa. El equipo de investigación descubrió que los genes de Victorina que codifican estas enzimas se encuentran dispersos en regiones repetitivas del genoma del patógeno. Considerando que, los genes de la mayoría de las moléculas pequeñas (que conocemos) se encuentran típicamente en grupos compactos en los cromosomas de los hongos.

El hallazgo podría ayudar a los investigadores a entender mejor los orígenes evolutivos de moléculas como los péptidos Victorin, qué determina la virulencia de las enfermedades emergentes de los cultivos y cómo prevenirlas mejor en el futuro.

Además, Turgeon señala que se ha demostrado que los péptidos de victorina interactúan con objetivos en células vegetales llamadas tiorredoxinas, que también se encuentran en humanos y tienen potencial como sitio para terapias contra el cáncer.

Turgeon indica sobre el tema: “El descubrimiento de que estos genes no se encuentran en hongos estrechamente relacionados nos da una idea de cómo se adquieren y transmiten los factores de virulencia. Nuestros hallazgos de este estudio amplían enormemente el potencial para el descubrimiento de moléculas pequeñas en organismos fúngicos, lo que aumentará nuestro repertorio de conocimientos sobre sus actividades beneficiosas y nocivas”.

Noticia publicada con información de New Food Magazine

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