Las plantas no sólo son susceptibles a las plagas animales, sino que también suelen verse afectadas por el moho. Pero, como han descubierto ahora los investigadores, las plantas se defienden del moho con un arma hasta ahora desconocida: en pequeñas burbujas de lípidos introducen diferentes tipos de ARN en las células del moho. El ARN altera importantes procesos celulares del hongo, lo que dificulta la propagación del moho. Los hallazgos podrían ayudar a desarrollar nuevos medios respetuosos con el medio ambiente para combatir los hongos.
Si se deja la fruta fuera durante demasiado tiempo, se puede formar una película peluda y grisácea en la superficie: moho gris. El moho responsable de esto, Botrytis cinerea, está muy extendido en todo el mundo y puede infectar a más de 1.400 plantas hospedantes, incluidas casi todas las frutas y verduras y muchas flores. Causa miles de millones de dólares en pérdidas de cosechas cada año. Pero las plantas no están indefensas ante la plaga. Utilizan diversas estrategias moleculares para defenderse del hongo.
Batalla molecular entre planta y hongo.
Un equipo dirigido por Shumei Wang de la Universidad de California en Riverside ha descubierto un mecanismo de defensa hasta ahora desconocido: «Hemos descubierto que la planta huésped Thale Cress (Arabidopsis thaliana) introduce pequeñas vesículas llenas de ARNm en el hongo», informa el equipo. «El ARNm se lee en las células fúngicas y se traduce en proteínas, que a su vez dañan el hongo y reducen su propagación».
Ya se sabía que cuando las plantas y los mohos se infectan, intercambian entre sí numerosas moléculas que utilizan para defenderse y dañarse mutuamente. «En el pasado, nos centrábamos principalmente en el intercambio de proteínas», dice Hailing Jin, colega de Wang. «Gracias a la tecnología moderna, hemos descubierto otro grupo importante de actores en esta lucha». Hace aproximadamente una década, Jin y su equipo descubrieron que las plantas y los hongos utilizan pequeñas moléculas de ARN como armas además de las proteínas. Sin embargo, hasta ahora no se sabía que también se transfiere ADN mensajero (ARNm), que se traduce en proteínas en su objetivo.
Burbujas con carga nociva.
Esta estrategia es muy eficaz para las plantas porque incluso unas pocas moléculas de ARNm pueden tener un efecto importante. “La ventaja de utilizar ARNm sobre otras formas de armas moleculares es que un único ARNm puede traducirse en muchas copias de proteínas. Esto aumenta el efecto”, explica Jin. “Por ejemplo, los ARNm pueden proporcionar el modelo para algunas proteínas que terminan en las mitocondrias de las células del moho, es decir, en las centrales eléctricas de las células. Allí alteran la estructura y función de las mitocondrias de los hongos, inhibiendo el crecimiento y la virulencia del hongo”.
Aún no está del todo claro por qué exactamente el hongo ingiere las burbujas que contienen la carga dañina. “El hongo probablemente ingiere las burbujas porque quiere nutrientes. No sabe que estos ARN están ocultos en las vesículas”, afirma Jin. El hongo también introduce vesículas lipídicas que contienen ARN dañino en las plantas para debilitar su sistema de defensa. La capa lipídica no sólo sirve como una especie de camuflaje, sino que también protege el sensible ARNm de una degradación prematura. Según un principio similar, el ARNm de las vacunas comunes contra el coronavirus está protegido por una capa lipídica.
¿Nuevos enfoques para combatir el moho?
Desde el punto de vista del equipo de investigación, el descubrimiento de la defensa fúngica a través del ARNm vegetal podría ayudar a desarrollar en el futuro nuevos medios respetuosos con el medio ambiente para combatir los hongos. «Los fungicidas a base de ARN no dejarían residuos tóxicos en el medio ambiente y no afectarían a los seres humanos ni a los animales», afirma Jin. «El ARN está presente de forma natural en la mayoría de los alimentos y puede digerirse fácilmente». Por lo tanto, los agentes fúngicos que explotan las estrategias de defensa natural de las plantas podrían ayudarlas a ganar la lucha contra el moho sin liberar toxinas al medio ambiente ni entrar en la cadena alimentaria.
Fuente: Shumei Wang, (Universidad de California, Riverside) et al., Cell Host & Microbe, doi: 10.1016/j.chom.2023.11.020
