Título :	Análisis de la interacción de la síntesis de la trehalosa y la metacaspasa de Ustilago maydis en respuesta a estrés celular in vitro y la patogenicidad en el maíz
Autor(es):	Evelia Judith Figueroa Resendiz
Palabras clave:	Trehalosa Trehalosa 6 fosfato fosfatasa Metacaspasa U. maydis Supervivencia Apoptosis
Área:	BIOLOGÍA Y QUÍMICA
Fecha de publicación :	16-ene-2019
Facultad:	Facultad de Ciencias Naturales
Programa académico:	Maestría en Ciencias Biológicas
Resumen:	Para la síntesis de la trehalosa se necesitan dos enzimas que realizan la unión y el cambio conformacional de 2 moléculas: la glucosa-6-fosfato y glucosa uridindifosfato; donde la trehalosa 6 fosfato sintasa (Tps1) realiza dicha unión y la trehalosa 6 fosfato fosfatasa (Tps2) retira el grupo fosfato de la trehalosa 6 fosfato. Por lo que, la falta de alguna de estas enzimas hace incapaz al organismo de realizar dicha biosíntesis, teniendo como resultado la reducción de la supervivencia ante situaciones de estrés, o bien la disminución de la magnitud de la virulencia, como se ha visto en Ustilago maydis con la ausencia del gen TPS2, en nuestro equipo de trabajo. Asimismo, la ausencia del gen MCA1, incapacita la producción de la metacaspasa (Mca1), lo que en muchos organismos modelo reduce la sensibilidad a metales pesados, peróxido de hidrógeno y sales, al tiempo que aumenta la supervivencia celular evitando apoptosis. Sin embargo, se ha descrito que Mca1 elimina proteínas oxidadas o mal plegadas, reduciendo el daño celular por el estrés en levadura. En U. maydis se eliminaron los genes MCA1 y TPS2 de forma independiente, así como la obtención de cepas dobles mutantes Δtps2::Δmca1. Con base en el fenotipo observado en las cepas creadas, se concluye que la trehalosa es una molécula protectora en presencia de agentes oxidantes, puesto que la cepa mutante Δmca1 mostró mayor cantidad de trehalosa durante el estrés oxidativo, la cual es más resistente a este tipo de estrés. En cuanto a la expresión del gen MCA1 durante el estrés oxidativo en el fondo genético Δtps2, observamos que esta es transitoria, teniendo como consecuencia menor cantidad de células muertas que la cepa silvestre, sugiriendo que la función de la metacaspasa no solo es pro-apoptótica sino que también es una proteasa utilizada para la proteostasis celular, en condiciones de estrés oxidativo y para el mantenimiento de la pared celular. La avirulencia de las cepas Δtps2, se debió a la alteración morfológica en las hifas, puesto que estas son ovaladas. Además, la cepa Δtps2::Δmca1 recuperó la capacidad de formar hifas generando agallas, y mostró un fenotipo intermedio ante diferentes condiciones de estrés. For the synthesis of trehalose, two enzymes are required to binding and conformational change of two molecules: glucose-6-phosphate and glucose-uridindiphosphate. Trehalose 6 phosphate synthase (Tps1) which binds and trehalose 6 phosphate phosphatase (Tps2) which removes the phosphate group from trehalose 6 phosphate. Therefore, the lack of any of these enzymes makes incapable to perform biosynthesis, incapacitating its survival or infective capacities, as seen in Ustilago maydis with absence of TPS2 gene, in our research group. Also, the absence of MCA1 gene, there is no translation of metacaspase enzyme (Mca1), which in many model organisms reduces the sensitivity to heavy metals, hydrogen peroxide (H2O2) and salts, and increases cell survival avoiding apoptosis. However, it has been reported that Mca1 removes oxidized or misfolded proteins, reducing cellular damage generated by cellular stress in yeast. In U. maydis, MCA1 and TPS2 gene were delete, independently, and obtain double mutant Δtps2::Δmca1. The observed phenotype of strains Δmca1 had a higher amount of trehalose during oxidative stress, so trehalose is a protective molecule, which makes them more resistant to this type of stress. And the expression of the MCA1 in Δtps2 during oxidative stress is temporary, resulting in less dead cells than the wild type, suggesting that the metacaspase function is not only pro-apoptotic, also is a protease used for cellular proteostasis in oxidative stress and for the maintenance of the cell wall. The avirulence of Δtps2 was due to the dysmorphism of hyphae, since these are oval. Furthermore, Δtps2::Δmca1 recovered the ability to form hyphae, therefore is able generate galls, and showed an intermediate phenotype under different stress conditions.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/1414
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