/ viernes 14 de mayo de 2021

UG TU CONECTE CON LA CIENCIA

LA MELANINA DEL ESCLEROCIO DE Sclerotium cepivorum Berk

Dra. Patricia Ponce Noyola
Departamento de Biología,
División de Ciencias Naturales y Exactas,
Campus Guanajuato


La enfermedad denominada “Pudrición Blanca” del ajo y la cebolla, es producida por el hongo llamado Sclerotium cepivorum, específico de plantas del género Allium Berk. Zacatecas y Guanajuato son los principales estados productores y exportadores de ajo en México, por lo que resulta importante el estudio del agente que causa esta enfermedad y que tiene impacto económico en la región.

El control de la pudrición blanca en la región del Bajío se centra en atacar a los esclerocios los cuales son estructuras de resistencia y propagación que produce el hongo y que pueden permanecer viables en suelo hasta 20 años. Los esclerocios están recubiertos de melanina, siendo dicho pigmento al que se le ha atribuido la función de protección, resistencia y patogenicidad en varios hongos que afectan al humano y plantas de interés agronómico.

En el laboratorio, se ha determinado que la ruta de melanización de S. cepivorum, es a través de la vía del DHN (dihidroxinaftaleno), siendo la scitalona deshidratasa (SDH), una enzima clave en la ruta biosintética de la DHN-melanina, la cual participa en dos pasos de deshidratación de compuestos intermediarios: la scitalona y la vermelona y podría ser un buen blanco para inhibir la síntesis de melanina involucrada en recubrir el esclerocio.

Para poder llegar a ese objetivo, y después de determinar el tipo de melanina presente en el esclerocio, se procedió a la búsqueda del gen responsable de producir la proteína, amplificarlo y sobre-expresarlo para tener la proteína SDH recombinante. Para estar seguros de que estábamos expresando en el laboratorio el gen de interés, se midió la actividad enzimática utilizando un sustrato sintético y se comprobó que efectivamente, teníamos sobre-expresión de la proteína SDH y que ésta es funcional ya que presentó actividad enzimática en las condiciones del laboratorio. Con la enzima purificada, en un futuro se podrían diseñar inhibidores específicos de la enzima y con ello facilitar el control de la enfermedad.

La siguiente pregunta que nos hicimos, es que pasa si inhibimos la síntesis de la SDH y medimos el efecto sobre la maduración de los esclerocios. En otros hogos ya se había reportado el efecto del triciclazol como inhibidor de la formación de la DHN-melanina; nosotros al probarlo en S.cepivorum, detectamos que se retardaba la formación y maduración de los esclerocios, ya que la SDH no tiene el sustrato para continuar la ruta de biosíntesis de la melanina; esos resultados nos indicaron que debíamos tratar de interrumpir el gen de la SDH y ver qué efecto tiene en la formación del esclerocio y en la capacidad de sobrevivencia del hongo sin la producción de melanina.

Hemos estado trabajando con estrategias de interrupción del gen de la SDH, como la de CRISP-Cas9, entre otras, esperamos que en cuanto sea permitido regresar al laboratorio podamos continuar con los experimentos que se quedaron pendientes.

En este trabajo, han participado estudiantes de licenciatura y maestría en Biología experimental, técnicos y profesores de los departamentos de Biología y Química de la DCNE.

Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx. Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka

LA MELANINA DEL ESCLEROCIO DE Sclerotium cepivorum Berk

Dra. Patricia Ponce Noyola
Departamento de Biología,
División de Ciencias Naturales y Exactas,
Campus Guanajuato


La enfermedad denominada “Pudrición Blanca” del ajo y la cebolla, es producida por el hongo llamado Sclerotium cepivorum, específico de plantas del género Allium Berk. Zacatecas y Guanajuato son los principales estados productores y exportadores de ajo en México, por lo que resulta importante el estudio del agente que causa esta enfermedad y que tiene impacto económico en la región.

El control de la pudrición blanca en la región del Bajío se centra en atacar a los esclerocios los cuales son estructuras de resistencia y propagación que produce el hongo y que pueden permanecer viables en suelo hasta 20 años. Los esclerocios están recubiertos de melanina, siendo dicho pigmento al que se le ha atribuido la función de protección, resistencia y patogenicidad en varios hongos que afectan al humano y plantas de interés agronómico.

En el laboratorio, se ha determinado que la ruta de melanización de S. cepivorum, es a través de la vía del DHN (dihidroxinaftaleno), siendo la scitalona deshidratasa (SDH), una enzima clave en la ruta biosintética de la DHN-melanina, la cual participa en dos pasos de deshidratación de compuestos intermediarios: la scitalona y la vermelona y podría ser un buen blanco para inhibir la síntesis de melanina involucrada en recubrir el esclerocio.

Para poder llegar a ese objetivo, y después de determinar el tipo de melanina presente en el esclerocio, se procedió a la búsqueda del gen responsable de producir la proteína, amplificarlo y sobre-expresarlo para tener la proteína SDH recombinante. Para estar seguros de que estábamos expresando en el laboratorio el gen de interés, se midió la actividad enzimática utilizando un sustrato sintético y se comprobó que efectivamente, teníamos sobre-expresión de la proteína SDH y que ésta es funcional ya que presentó actividad enzimática en las condiciones del laboratorio. Con la enzima purificada, en un futuro se podrían diseñar inhibidores específicos de la enzima y con ello facilitar el control de la enfermedad.

La siguiente pregunta que nos hicimos, es que pasa si inhibimos la síntesis de la SDH y medimos el efecto sobre la maduración de los esclerocios. En otros hogos ya se había reportado el efecto del triciclazol como inhibidor de la formación de la DHN-melanina; nosotros al probarlo en S.cepivorum, detectamos que se retardaba la formación y maduración de los esclerocios, ya que la SDH no tiene el sustrato para continuar la ruta de biosíntesis de la melanina; esos resultados nos indicaron que debíamos tratar de interrumpir el gen de la SDH y ver qué efecto tiene en la formación del esclerocio y en la capacidad de sobrevivencia del hongo sin la producción de melanina.

Hemos estado trabajando con estrategias de interrupción del gen de la SDH, como la de CRISP-Cas9, entre otras, esperamos que en cuanto sea permitido regresar al laboratorio podamos continuar con los experimentos que se quedaron pendientes.

En este trabajo, han participado estudiantes de licenciatura y maestría en Biología experimental, técnicos y profesores de los departamentos de Biología y Química de la DCNE.

Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx. Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka