Dispositivos de captura de nematodos de Arthrobotrys oligospora: un sistema de almacenamiento de hierro mediado por...

Área de la Ciencia:

• Micología
• Biología Evolutiva
• Bioquímica

Sus antecedentes:

• Los hongos que atrapan nematodos (NTF) desarrollan estructuras especializadas para capturar nematodos en condiciones de escasez de nutrientes.
• El metabolismo del hierro juega un papel crucial en la fisiología fúngica, pero su papel específico en los mecanismos de captura de NTF no está claro.
• La mayoría de los hongos poseen una vía conservada de desintoxicación de hierro vacuolar mediada por Ccc1.

Objetivo del estudio:

• Investigar la composición y función de los cuerpos densos en electrones dentro de los dispositivos de captura de NTF.
• Explorar la historia evolutiva de los mecanismos de almacenamiento y desintoxicación de hierro en NTF.
• Determinar la influencia de los factores ambientales, particularmente la temperatura, en la evolución y la capacidad de captura de NTF.

Principales métodos:

• Se utilizó espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (EDX) y microscopía electrónica de transmisión (TEM) para analizar la composición del dispositivo de captura.
• Se realizaron bioensayos para evaluar la actividad nematicida y la formación de dispositivos de captura.
• Se realizó análisis genómico para identificar genes relacionados con el hierro conservados y ausentes (por ejemplo, Ccc1).
• Se empleó análisis de reloj molecular relajado bayesiano para fechar eventos evolutivos.
• Se realizaron bioensayos dependientes de la temperatura para evaluar el efecto de la temperatura en la formación de trampas y el crecimiento.

Principales resultados:

• Se identificaron cuerpos densos en electrones en los dispositivos de captura como organelos novedosos de almacenamiento de hierro, que contienen concentraciones de hierro más altas que otros compartimentos celulares.
• Se confirmó que todos los NTF estudiados carecen del mecanismo de desintoxicación de hierro vacuolar mediado por Ccc1.
• Se demostró que la expresión heteróloga del gen Ccc1 en *A. oligospora* redujo la actividad de captura y nematicida.
• Se indicó que la pérdida del almacenamiento de hierro mediado por Ccc1 ocurrió durante la Edad de Hielo del Paleozoico Tardío.
• Se mostró una fuerte correlación entre las temperaturas elevadas, la aparición de dispositivos de captura y la adquisición de desferriferricromo.
• Se estableció que la formación de trampas depende de la temperatura, con condiciones óptimas por debajo de los 30 °C, y una correlación inversa entre el hierro libre y la temperatura.

Conclusiones:

• Las fluctuaciones globales de la temperatura son un impulsor significativo en la evolución de los NTF, influyendo en el desarrollo de sus estructuras de captura únicas.
• La pérdida de un mecanismo conservado de desintoxicación del hierro y el desarrollo de organelos especializados de almacenamiento de hierro son adaptaciones clave en los NTF.
• Los dispositivos de captura de NTF representan un novedoso indicador fenotípico de sobrecarga de hierro en eucariotas, influenciado por la temperatura ambiental.