La relación de beneficio mutuo entre hongos y plantas
Desde el chorlito que limpia los dientes al cocodrilo hasta el pez payaso y las anémonas, la naturaleza está llena de relaciones simbióticas. Sin embargo, a veces, para que esta relación funcione, una de las partes implicadas debe adaptarse. Por ejemplo, la micorriza arbuscular, una simbiosis entre plantas y hongos basada en el intercambio mutuo de nutrientes. «El hongo recoge los nutrientes minerales del suelo y los transporta directamente a la raíz de la planta», explica Caroline Gutjahr, directora del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Plantas. «A cambio, el hongo recibe carbohidratos y lípidos de la planta que generó mediante la fijación fotosintética del carbono». Gran parte de este intercambio de nutrientes se produce a través de una estructura fúngica muy ramificada y con forma de árbol, denominada arbúsculo, y la célula de la planta huésped. No obstante, para que se forme el arbúsculo, la célula de la planta huésped debe reorganizarse internamente, lo que hace mediante un proceso paso a paso. «En el primer paso, la célula forma una estructura subcelular que permite al hongo entrar y formar un tronco», explica Gutjahr. «A continuación, el arbúsculo comienza a desarrollar ramas antes de que, tras unos días de intercambio de nutrientes, se colapse y desaparezca de la célula huésped». Aunque los investigadores saben que este acuerdo debe regularse rigurosamente, la cuestión es: ¿cómo se produce esta regulación? El equipo del proyecto RECEIVE, financiado con fondos europeos, contribuye a responder a esta pregunta. «Es posible que los factores de transcripción impulsen el desarrollo de arbúsculos regulando genes que se activan en las células colonizadas en oleadas que impulsan distintas fases de desarrollo», añade Gutjahr. «Este proyecto pretendía identificar los factores de transcripción y sus genes diana que impulsan el desarrollo de arbúsculos». Un factor de transcripción es una proteína que controla cómo y cuándo se activan o desactivan los genes en una célula.
Cómo la respuesta a la falta de fosfato regula la micorriza arbuscular
Para empezar, el proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación estudió las raíces micorrícicas que conectan el hongo con la planta, centrándose específicamente en las ondas de traducción que se producen durante el desarrollo del arbúsculo. «No solo pudimos caracterizar mejor las proteínas que se sabía que estaban presentes durante las diferentes etapas del desarrollo de los arbúsculos, sino que identificamos nuevos factores de transcripción implicados en el desarrollo de los arbúsculos», señala Gutjahr. Los investigadores también comprobaron cómo la micorriza arbuscular está relacionada con la respuesta a la falta de fosfato. Si bien esta respuesta es clave para ayudar a las plantas a adaptarse a la deficiencia de fósforo, los investigadores descubrieron que también ayuda a regular la micorriza arbuscular. «Ello demuestra que la micorriza arbuscular forma realmente parte de la estrategia de la planta para responder a la inanición de fosfato e incluso está corregulada con otras respuestas a la falta de fosfato que utilizan el mismo factor de transcripción», señala Gutjahr. Los detalles de este hallazgo se publicaron en «Nature Communications».
Nuevas aventuras en la micorriza arbuscular
Además de resolver la antigua cuestión de cómo las plantas regulan la micorriza arbuscular como respuesta al estado del fosfato y de encontrar nuevos reguladores transcripcionales, el proyecto RECEIVE desarrolló nuevos métodos para estudiar la micorriza arbuscular en el laboratorio. Los investigadores ya están aprovechando esos métodos para estudiar qué condiciones ambientales influyen en la acción de los factores de transcripción que regulan la micorriza arbuscular y mediante qué mecanismo molecular. «Nuestra investigación ha ampliado nuestra comprensión de la micorriza arbuscular, a la vez que ha abierto la puerta a nuevas e interesantes posibilidades experimentales para nuestro laboratorio, que sin duda perseguiremos en un futuro próximo», concluye Gutjahr.
Palabras clave
RECEIVE, micorriza arbuscular, hongos, plantas, relación simbiótica, hongo, arbúsculo, factores de transcripción, falta de fosfato
