Transcriptomic and genetic insights into the function and mechanism of the antifungal proteins PeAfpA and PdAfpB
[ES] Los hongos fitopatógenos representan una grave amenaza para la seguridad alimentaria, agravada por la creciente resistencia a los antifúngicos convencionales. Las proteínas antifúngicas (AFPs) producidas por hongos filamentosos son proteínas pequeñas, catiónicas y ricas en cisteínas que destaca...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2026 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de València (UPV) |
| Repositorio: | RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valéncia |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:dnet:riunet______::8dae674e44a4a083e53135bd56f25876 |
| Acceso en línea: | https://riunet.upv.es/handle/10251/233617 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Antifungal proteins (AFPs) Filamentous fungi Transcriptomics Gene deletion Killing mechanism Biological function CRISPR/Cas9 Fungal biotechnology Cell wall Penicillium digitatum Penicillium expansum 02.- Poner fin al hambre, conseguir la seguridad alimentaria y una mejor nutrición, y promover la agricultura sostenible |
| Sumario: | [ES] Los hongos fitopatógenos representan una grave amenaza para la seguridad alimentaria, agravada por la creciente resistencia a los antifúngicos convencionales. Las proteínas antifúngicas (AFPs) producidas por hongos filamentosos son proteínas pequeñas, catiónicas y ricas en cisteínas que destacan por su amplio espectro, baja toxicidad y potencial biotecnológico. El patógeno postcosecha de frutos cítricos Penicillium digitatum codifica una única AFP, PdAfpB, mientras que el principal patógeno postcosecha de frutas de pepita, Penicillium expansum, codifica tres AFPs (PeAfpA, PeAfpB y PeAfpC). A pesar del potencial de las AFPs para el control postcosecha, se desconocen muchos aspectos de su función biológica, regulación y mecanismos de acción. Esta tesis doctoral investiga el modo de acción de las proteínas antifúngicas PeAfpA y PdAfpB frente a P. digitatum, y explora su función biológica mediante la combinación de análisis transcriptómicos y de genética funcional. El análisis por RNA-Seq en P. digitatum tratado con PdAfpB, junto con un mutante nulo afpB y una cepa sobreproductora, reveló un impacto múltiple del gen afpB. Su deleción tuvo un efecto transcripcional limitado, coherente con la ausencia de producción de la proteína en la cepa parental, y sugiere un papel en la homeostasis celular. Aunque no se detectó PdAfpB en la cepa sobreproductora en las condiciones del ensayo, esta mostró una respuesta transcripcional parcialmente coincidente con la de la cepa parental expuesta a la proteína. Además, se identificó que los genes de la acetolactato sintasa y descarboxilasa, implicados en la biosíntesis de acetoína, contribuyen a la actividad inhibitoria de PdAfpB. En P. expansum, la caracterización fenotípica y el análisis transcriptómico de mutantes nulos afpA permitieron profundizar en la función de la proteína PeAfpA en su hongo productor. La mutación de afpA no afectó al crecimiento axénico, la conidiación, la virulencia, la respuesta a estrés ni la sensibilidad del hongo a las AFPs producidas por P. expansum. El análisis de RNA-Seq reveló una importante reprogramación transcripcional asociada a la producción de la proteína, incluyendo la activación de genes implicados en la remodelación de la pared celular, el metabolismo de carbohidratos y el transporte a través de la membrana, lo que sugiere una posible respuesta frente a la limitación de nutrientes. Además, se identificó la existencia de co-regulación entre los tres genes afp de P. expansum. Finalmente, los análisis transcriptómicos revelaron que la exposición de P. digitatum a la proteína exógena PeAfpA desencadena un patrón de expresión con similitudes y diferencias al activado por PdAfpB. PeAfpA activó genes implicados en homeostasis redox y respuesta a estrés, mientras que PdAfpB estimuló genes relacionados con la traducción. Ambas proteínas modularon genes asociados al metabolismo de pared celular y lípidos, y se detectó la represión de genes implicados en la biosíntesis de hidrofobinas y melanina. Solo la melanina resultó crítica para la interacción de PeAfpA con la superficie de los conidios de P. digitatum, demostrando que distintos componentes de la pared celular participan de forma diferencial en la unión a la proteína. Sin embargo, esta interacción diferencial no modificó la sensibilidad de P. digitatum a las AFPs. Asimismo, la deleción de otros genes diferencialmente expresados, incluidos aquellos implicados en metabolismo secundario, metabolismo lipídico, regulación transcripcional y ensamblaje de la pared celular, no modificó la sensibilidad del hongo a las AFPs, lo que apunta a un modo de acción multidiana tanto para PeAfpA como para PdAfpB. Para efectuar estos estudios funcionales se optimizó un protocolo de edición génica mediante CRISPR/Cas9, incrementando la eficiencia de disrupción génica del 10% a más del 80%, lo que proporciona una plataforma eficaz para estudios de genómica funcional en en patógeno de relevancia agronómica P. digitatum. |
|---|