El Penicilium digitatum, comúnmente conocido como moho verde, es uno de los patógenos más dañinos para los cítricos a nivel mundial. Este hongo representa uno de los riesgos más importantes para estas cosechas, llegando a suponer hasta el 90% de las pérdidas totales poscosecha y generando enormes pérdidas económicas cada año. En este contexto, investigadores del Grupo de Investigación Reconocido ‘Proteínas Vegetales y Fúngicas de Interés Biotecnológico’ (ProtIBio) de la Universidad de Valladolid (UVa), en colaboración con científicos de la Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” (Italia), han estudiado el comportamiento de este hongo ante la actuación de dos proteínas antifúngicas concretas.

Lucía Citores, investigadora de la UVa, explica: “Para combatir la enfermedad del moho verde causada por el hongo, habitualmente se utilizan fungicidas sintéticos. Sin embargo, estos productos químicos plantean problemas medioambientales y pueden conducir a la aparición de poblaciones resistentes a los mismos, por lo que son necesarias nuevas alternativas seguras y eficaces, y para ello necesitamos conocer los mecanismos subyacentes a las respuestas de los hongos a los antifúngicos biológicos y químicos”.

Las dos proteínas estudiadas por sus efectos antifúngicos, capaces de impedir el crecimiento del hongo, tienen origen natural y son la ribotoxina α-sarcina y la proteína inactivadora de ribosomas, beetin 27, esta última procedente de las hojas de la remolacha. Ambas proteínas son enzimas (moléculas orgánicas que actúan como catalizadores, es decir, que aceleran las reacciones químicas) capaces de llegar al ribosoma celular e inhibir la síntesis de proteínas. Esta interrupción de la síntesis de proteínas de la célula acaba provocando la muerte celular y, por tanto, la desaparición del hongo. El estudio de los procesos desarrollados por estas toxinas proteicas es fundamental, ya que, a largo plazo, podría permitir, entre otras cosas, “la creación de plantas transgénicas que incluyan estas proteínas y que, por tanto, sean resistentes al hongo”, aclara la investigadora.

Así, los investigadores buscaban conocer cómo responde el hongo ante el tratamiento con proteínas inactivadoras de ribosomas y ribotoxinas (tratamiento biológico) y con elementos químicos. Los resultados del tratamiento con estas dos proteínas se han comparado con los resultados obtenidos con el uso de un antifúngico sintético de uso común y se ha encontrado que los tres tratamientos producen en general respuestas similares en las proteínas del hongo, provocando la desaparición del patógeno. Esto significa que las dos proteínas objeto de estudio presentan una aplicación potencial como fungicidas.

La disponibilidad de información sobre la secuencia del genoma del Penicilium digitatum y los avances tecnológicos en el campo de la proteómica (estudio de la estructura, la función de las proteínas, y de la manera en que interactúan en el interior de las células) han permitido conocer con mayor precisión los procesos inducidos por las toxinas proteicas para combatir la enfermedad del moho verde.

Los investigadores del grupo ProtIBio, en colaboración con investigadores de la Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” (Italia), han utilizado una tecnología muy compleja y novedosa para analizar el efecto de las proteínas α-sarcina y beetin 27 cuando entran en contacto con el hongo que provoca la enfermedad en los cítricos. “Estos sistemas son capaces de, con muchísima sensibilidad, identificar y cuantificar miles de proteínas expresadas por el hongo en respuesta a diferentes tratamientos comparándolas con el estado normal. El análisis de las proteínas en diferentes muestras mediante espectrometría de masas en tándem es posible gracias a la utilización de los reactivos Tandem Mass Tag (TMT) que son etiquetas químicas de distinta masa molecular”, explican los investigadores.

Este estudio, publicado recientemente en la revista científica International Journal of Molecular Sciences, representa el primer intento de comparar la respuesta diferencial a agentes antifúngicos biológicos y sintéticos usando la tecnología Tandem Mass Tag (TMT)-Based High-Resolution LC-MS/MS. Esta tecnología resulta útil en este tipo de ensayos ya que permite analizar muestras de forma simultánea y comparar con muy bajo margen de error la cantidad de proteínas entre las diferentes muestras en un periodo muy corto de tiempo.

^{Referencia:
Citores L, Valletta M, Singh VP, Pedone PV, Iglesias R, Ferreras JM, Chambery A, Russo R. Deciphering Molecular Determinants Underlying Penicillium digitatum’s Response to Biological and Chemical Antifungal Agents by Tandem Mass Tag (TMT)-Based High-Resolution LC-MS/MS. Int J Mol Sci. 2022 Jan 8;23(2):680. doi: 10.3390/ijms23020680}