Nuevos mecanismos moleculares de regulación de la carotenogénesis en Fusarium oxysporum.

Abstract

El género Fusarium comprende cientos de especies de hongos patógenos y saprófitos, que poseen usualmente un complejo metabolismo secundario. Éste incluye la producción de carotenoides, pigmentos terpenoides que proporcionan a sus colonias un color naranja característico. Esta Tesis investiga los mecanismos moleculares que controlan la producción de carotenoides en Fusarium oxysporum, cuyas características más conocidas son la inducción a nivel transcripcional por la luz a través del fotoreceptor WcoA/Wc1, y la represión por una proteína de la familia RING Finger, llamada CarS. Datos de transcriptómica global indican que tanto la luz como la proteína CarS alteran la expresión de centenares de genes, muchos de ellos coincidentes, sugiriendo conexiones funcionales entre las regulaciones por WcoA/Wc1 y CarS. El gen carS está precedido por una secuencia de 4 kb sin genes conocidos, en la que se había sugerido anteriormente la presencia de dos genes para precursores de microARN. Los datos de esta Tesis no apoyan la existencia de dichos microARN, pero han identificado en la misma región un nuevo transcrito de 1,2 kb. Su secuencia carece de marcos abiertos de lectura relevantes y los pocos que hay no coinciden en la secuencia equivalente en otra especie similar, Fusarium fujikuroi, lo que sugiere que el transcrito es un ARN largo no codificante (ARNlnc). La eliminación de este gen, que hemos denominado carP y cuya orientación se determinó mediante PCR específica de cadena, produce un fenotipo albino y una pérdida de fotoinducción de los genes estructurales. Los mutantes del gen para este presunto ARNlnc poseen niveles más altos de ARNm de carS, lo que puede explicar al menos parcialmente el fenotipo albino. Próximo a carP, y transcrito divergentemente, se encuentra un gen para una pequeña proteína sin dominios estructurales conocidos, que llamamos carF. La eliminación de carF causa una disminución en la producción de carotenoides en la luz, pero no se han detectado cambios en la fotoinducción de los niveles de ARNm de sus genes estructurales, lo que sugiere una función reguladora postranscripcional. Finalmente, se ha estudiado la posible existencia de regulación a nivel epigenético de la síntesis de carotenoides en Fusarium. Los datos obtenidos indican que modificaciones canónicas asociadas a activación, como H3K4me3, H3K9me3, o a represión, como H3K9ac, no desempeñan un papel relevante en la regulación de los genes estructurales de la carotenogénesis, pero la marca H3K4me3 parece estar asociada a la regulación de carP y carS. En conclusión, este trabajo sugiere la existencia en Fusarium de una región reguladora de los genes estructurales de la carotenogénesis, en los que el gen carS se encuentra ligado a un gen de un supuesto ARNlnc regulador, carP que desempeña un papel antagonista a CarS, y de un tercer gen, carF, cuya proteína actúa positivamente sobre la síntesis de carotenoides, en ambos casos con mecanismos moleculares desconocidos.