| Intranet |

Reguladores de ciclo celular y morfogénesis como factores de virulencia fúngica

Cómo el crecimiento y la progresión del ciclo celular están coordinadamente regulados durante el desarrollo en organismos eucariotas es un área muy activa de investigación. Sin embargo, muy poco conocimiento se ha proporcionado para entender cómo estos procesos están relacionados con la inducción del programa de virulencia en hongos patógenos y para definir el papel de los reguladores del ciclo celular y morfogénesis como verdaderos factores de virulencia. La idea principal que estamos tratando de resolver en nuestro laboratorio es asumir que los reguladores del ciclo celular y morfogénesis podrían tener en los hongos patógenos nuevos papeles dedicados a adaptar el ciclo celular y morfogénesis al programa de virulencia. Hasta ahora, los principales enfoques experimentales para definir y para estudiar la regulación del programa de virulencia en los hongos patógenos se han centrado en el estudio de la transducción de señales y cambios transcripcionales. Por lo tanto, nuestras líneas de investigación ofrecen oportunidades para abordar las bases moleculares de patogenicidad fúngica bajo un punto de vista novedoso, que al mismo tiempo es complementario a los enfoques anteriores en el campo. Como prueba de concepto, utilizamos como sistema modelo el hongo fitopatógeno Ustilago maydis, ya que se adapta perfectamente a analizar las relaciones entre el ciclo celular, la morfogénesis y la patogenicidad.

Nuestra hipótesis de partida es que la inducción del filamento infectivo en U. maydis, el primer paso en el proceso patogénico, se basa en un proceso dual que implica por un lado una detención del ciclo celular y por otro lado la activación de un crecimiento hiperpolarizado. Creemos que el deterioro de cualquiera de estos procesos tienen como resultado la inhibición de la virulencia. Para demostrar esta hipótesis las actividades del laboratorio se han enmarcado en tres objetivos:

  • Estudiar los mecanismos responsables de la detención del ciclo celular durante la formación del filamento infectivo.
  • Estudiar cómo el crecimiento polar está regulado durante la inducción del filamento infectivo.
  • Estudiar cómo la señal que emana desde el programa de virulencia transcripcional se engarza tanto con el ciclo celular como con la activación del crecimiento hyperpolarizado.

Image description

Imágenes de una estirpe de U. maydis (AB33) que lleva el regulador maestro de virulencia (Factor b) bajo el control de un promotor inducible. Estas células llevan fusiones Tub1-GFP y Cut11-RFP para detectar el citoesqueleto de microtúbulos (verde) y la envoltura nuclear (rojo). En el recuadro se muestran dos células en condiciones de no inducción del programa de virulencia, una en la fase G2 (la envoltura nuclear está presente y los microtúbulos están formando una red citoplasmática, A) mientras que la otra está en mitosis (no hay señal de envoltura nuclear y los microtúbulos se concentran en el llamado “spindle pole body”, B). Las otras células (C-F) están creciendo en condiciones de inducción del factor b y comienzan a producir el tubo infectivo. Su ciclo celular está detenido en fase G2 (un solo núcleo y la envoltura nuclear intacta) y mantienen un crecimiento polar muy fuerte (gracias entre otros factores a la fuerte presencia de microtúbulos).

Image description

Miembros del grupo

José Pérez Martín Profesor de Investigación (CSIC)
María Tenorio Gómez Postdoctoral
Sonia Castanheira Dias Estudiante de Doctorado
Sara Rivera Martín Estudiante de Doctorado
Antonio de la Torre Morillo Estudiante de Doctorado
Paola Bardetti Estudiante de Doctorado

Contacto

José Pérez Martín jose.perez@csic.es
923294912
Laboratorio 2.10

Publicaciones recientes

Castanheira S, Mielnichuk N and Pérez-Martín J (2014)
Programmed cell cycle arrest is required for infection of corn plants by the fungus Ustilago maydis
Development 141: 4817-4826
de Sena-Tomás C, Navarro-Gonzalez M., Kues U and Pérez-Martín J (2013)
A DNA damage checkpoint pathway coordinates the division of dikaryotic cells in the ink cap mushroom Coprinopsis cinerea
Genetics 195: 47-57
Sartorel E. and Pérez-Martín J (2012)
The distinct interaction between cell cycle regulation and the widely conserved Morphogenesis-Related (MOR) pathway in the fungus Ustilago maydis determines morphology
J. Cell Sci. 125: 4597-4608
de Sena-Tomás C, Fernandez-Alvarez A, Holloman WK and Pérez-Martín J (2011)
DNA-damage-response-signaling cascade regulates proliferation of the phytopathogenic fungus Ustilago maydis in planta
Plant Cell 23: 1654-1665
Carbó N and Pérez-Martín J (2010)
Activation of the Cell Wall Integrity pathway promotes escape from G2 in the fungus Ustilago maydis
PLoS Genetics 6: 1001009

Proyectos de investigación

MINECO: BIO2011-27773
UNION EUROPEA: FP7-PEOPLE-ITN-3265
UNION EUROPEA: FP7-PEOPLE-2013-ITN-607963