Así funciona la huella lumínica de los hongos

Todos los delincuentes procuran borrar las huellas del crimen. Se afanan en frotar y frotar para no dejar ni rastro. A pesar de eso, la policía realiza una exhaustiva inspección y, como no hay asesinato perfecto, encuentra cabellos, telas, uñas o restos de tejidos que les conducen hasta el culpable. La luz juega un papel crucial en la química forense, ya que es la ‘inspectora’ que, gracias a sus características, da visibilidad a un material que inculpa a una persona.

Y es que los estímulos lumínicos sirven para mucho más que para encarcelar a un individuo, también pueden convertirse en las moléculas informadoras de los hongos. Un grupo de investigación de la Universidad de Salamanca (USAL) trabaja para entender los mecanismos celulares empleados por los seres vivos para la captación de señales ambientales y su reacción a los estímulos.

El trabajo, publicado en la revista Current Biology, estudia los hongos Mucor y y Phycomyces, este último ya despertó la curiosidad del premio Nobel Max Delbrück, uno de los fundadores de la genética molecular, desde mediados del siglo pasado. El proyecto consiste en secuenciar los genomas de estos dos hongos así como establecer una sucesión de sus ADN mitocondriales. Una vez secuenciados se anotan sus genes manualmente, se describen sus funciones, se comparan entre sí sus genomas y con los genomas secuenciados de otros hongos para saber las relaciones entre los diferentes grupos de organismos.

«El artículo publicado abre nuevas perspectivas sobre la evolución de la percepción sensorial en los hongos», aseguran Arturo Pérez y Ángel Domínguez, miembros del departamento de Microbiología y Genética de la Facultad de Biología. «La secuenciación y anotación de los genomas de Phycomyces y Mucor suministra evidencias de que una antigua duplicación del genoma de estos hongos, y su posterior evolución, dieron lugar a genes con nuevas o diferentes funciones que incrementan el número de rutas de transformación sensorial».

La importancia de los estudios, según apuntan, reside en que contribuyen a esclarecer la evolución de la percepción de los estímulos externos en todos los organismos, incluyendo el hombre, puesto que se puede modelizar cómo los hongos detectan señales externas y reaccionan a ellas modificando su desarrollo, dirección de crecimiento y metabolismo. «Se trata de estudiar en Phycomyces las bases moleculares del comportamiento que, en todos los casos y organismos, consiste en la recepción de los estímulos, posterior transmisión de la información recibida y, por último, elaboración de los mecanismos de respuesta», subrayan Pérez y Domínguez.

Es que, tal y como explican, la percepción sensorial es la base de la adaptación a condiciones ambientales cambiantes y sirve, entre otras cosas, para que los hongos regulen su crecimiento, para reciclar desechos orgánicos y para que sepan cuándo y cómo infectar a plantas o animales.

Este trabajo, además de describir el genoma de ambos hongos así como los genes que componen su ADN mitocondrial, detalla que una gran duplicación del genoma incrementó el número de genes responsables de la transducción de señales y particularmente el número de genes relacionados con las respuestas a la luz. «Este incremento en el número de genes, y su posterior evolución, hace posible que Phycomyces aumente el rango de detección de la señal luminosa hasta aproximadamente la sensibilidad que tiene el ojo humano tanto a la luz tenue, la de las estrellas, como a la luz brillante del sol a mediodía». «Estos resultados –continúa– suponen un importante avance en el entendimiento del papel de la dinámica del genoma en la evolución de la percepción de los sentidos y en su caso podrán ser utilizados como modelos para comparar la respuesta sensorial a otros organismos».

Son pocos los grupos que trabajan a nivel mundial con estos hongos. En España hay equipos en Granada, León, Murcia y Sevilla. A nivel internacional existen laboratorios en USA, Canadá, México, Gran Bretaña, Francia, Alemania, República Checa, Holanda, Israel, Arabia Saudi, Australia y Japón. De hecho, este proyecto ha sido coordinado por el profesor Luis Corrochano, de la Universidad de Sevilla, y se ha realizado la secuenciación y parte de los estudios bioinformáticos en el Joint Genome Institute (JGI). En total, han colaborado 31 universidades y centros de investigación de 13 países.

La idea se empezó a gestar hace 15 años. «Ha sido un largo y tedioso camino», reconocen y añaden: «No salió de que se le encendiera la luz a alguien en un momento determinado y ya está. Los que trabajábamos en aquel entonces con estos hongos pensamos que para saber qué genes estaban envueltos en la percepción, transmisión de señales y elaboración de respuestas y sus características moleculares y funcionamiento necesitábamos tener secuenciado el genoma de estos seres vivos».

Entre las posibles aplicaciones biotecnológicas está el producir carotenoides, la acumulación de ácidos grasos para producir biofuel, la producción de una proteasa de tipo ácido semejante a la renina que se emplea en la elaboración de queso. En el caso de Mucor, el estudio de su genoma puede aportar datos para saber cuándo y cómo infecta a los humanos y en su caso desarrollar nuevos fármacos que permitan curar la enfermedad que produce la denominada mucormicosis, que consiste en una infección que afecta a la cavidad nasal y senos paranasales y que puede aparecer en pacientes con algún tipo de inmunodeficiencia.