Identificación y caracterización de genes implicados en el control de cambios morfológicos en el patógeno vegetal "Ustilago maydis"

Abstract

Durante su desarrollo patogénico, muchos hongos necesitan modificar su forma en función de los requerimientos específicos de cada etapa del ciclo infectivo. Estos cambios morfológicos han de producirse en momentos y circunstancias concretas, de modo que los elementos genéticos responsables de los mismos están sometidos a una fuerte regulación. En este trabajo estudiamos el papel de genes implicados en la regulación transcripcional por remodelación de la estructura de la cromatina o interacción con la maquinaria de transcripción, durante estos cambios de forma y sus implicaciones en la patogénesis fúngica. Asimismo, analizamos el papel de las modificaciones postraduccionales de estos elementos genéticos, mediante su glicosilación, durante el ciclo de vida del patógeno vegetal Ustilago maydis. Nuestros resultados muestran cómo la regulación transcripcional mediada por el represor general de la transcripción, Tup1, es esencial para la transición levadura-filamento en este hongo, afectando su deleción a la capacidad patogénica del organismo. Además, vinculamos a Tup1 con las rutas genéticas que controlan el dimorfismo en U. maydis; concretamente, mostramos cómo Tup1 controla la expresión del regulador central del proceso de cambio dimórfico prf1, así como la de sus reguladores directos rop1 y hap2. Es más, ponemos sobre la mesa un nuevo regulador de Prf1, al que hemos llamado Pac2, cuya expresión depende de Tup1 y que juega un importante papel en dimorfismo y virulencia en U. maydis. Por otro lado, mostramos que las histonas deacetilasas de clase I y II son igualmente importantes para el control de la morfología celular, la conjugación y la virulencia de este patógeno vegetal y que la ATPasa Sth1 es esencial en U. maydis, y su dosis necesaria para el mantenimiento de la capacidad infectiva del hongo. Estos resultados demuestran la importancia del control transcripcional de procesos morfológicos en en patógeno vegetal U. maydis y esclarecen algunos de aspectos genéticos menos conocidos durante la patogénesis fúngica vegetal. Finalmente, de los resultados de esta tesis también se concluye que las modificaciones postraduccionales por O-manosilación de proteínas que ocurren en el Retículo Endoplasmático (RE) son las únicas necesarias para la virulencia del hongo en estudio, siendo prescindibles las que tienen lugar en el aparato de Golgi. Así, se abre una nueva puerta para el diseño de antifúngicos específicos contra las proteínas implicadas en dicho proceso en el RE.