Pheromone-dependent cell cycle arrest in the phytopathogenic fungus Ustilago maydis PhD Thesis

Abstract

[ES]Todas las células utilizan vías de transducción de señales para responder a cambios ambientales. Las cascadas de señalización están involucradas en la transmisión de un estímulo externo a objetivos intracelulares, lo que permite que las células se adapten a las nuevas condiciones. La comprensión de estas vías de señalización es fundamental para entender mecanismos importantes como el crecimiento celular, la diferenciación y la muerte celular. Dado que los hongos son organismos simples y sus vías de señalización interna se conservan evolutivamente, representan el mejor modelo para proporcionar información sobre estos procesos también en eucariotas superiores. Además, en las últimas décadas ha aumentado el conocimiento sobre las vías de señalización fúngicas y ha surgido su importancia para determinar la patogenicidad en patógenos humanos y de plantas (Zhao et al., 2007; Pérez-Nadales et al., 2014). Por esta razón, estas cascadas y sus dianas intracelulares a menudo se estudian para comprender el mecanismo de la patogenicidad y desarrollar compuestos que pueden detener la infección. Ustilago maydis es un fitopatógeno basidiomicetos que causa la enfermedad del carbón en la planta de Zea mais, causando grandes pérdidas económicas(Topp et al., 2002). Gracias al desarrollo de técnicas que facilitan la manipulación genética y molecular, hoy en día U. maydis representa un buen modelo para estudiar la fitopatología (Bolker 2001, Kamper 2004, Terfruchte et al., 2014). Este hongo tieneuna fase similar a la levadura saprófita no patógena y una fase patogénica que se desencadena por el apareamiento de dos células compatibles en respuesta a la feromona. La fusión da como resultado la formación de hifas infecciosas que pueden infectar plantas de maíz y causar tumor. En otras palabras, en U. maydis la virulencia está estrictamente asociada con la vida sexual y la señal de feromonas desencadena la activación del programa de virulencia. Para aparearse, U. maydis necesita formar las estructuras sexuales, llamadas tubo conjugativo y sincronizar el ciclo celular de ambas células en la misma fase. En el hongo ascomiceto no patógeno S. cerevisiae, el mecanismo de sincronización del ciclo celular inducido por feromonas está bastante bien caracterizado y da como resultado una parada del ciclo celular en la fase G1 (Chang y Herskowitz 1990). En U.maydis está ampliamente descrito que una cascada de MAPK conservada transmite la señal de feromonas, como ocurre en S. cereviase, pero no se comprende bien cómo esta cascada puede controlar la parada del ciclo celular. El objetivo de este estudio es dilucidar el mecanismo por el cual la señal de feromonas puede modular la maquinaria del ciclo celular a través de la cascada de MAPK en un hongo patógeno.