Proyecto H2020 FOUNDATION:Base mediada por Fusarium oxysporum de la modulación específica del tipo de célula en la interacción con múltiples huéspedes

Dado que F. oxysporum crece principalmente intercelularmente durante las primeras etapas, planteamos la hipótesis de que el patógeno podría secretar proteínas de patogenicidad, conocidas como efectores, en este espacio intercelular para determinar la compatibilidad general y gestionar la inmunidad del hospedador. Como parte de mi beca MSCA, establecí principalmente el aislamiento de fluido apoplástico de raíces de tomate infectadas y utilicé la proteómica de descubrimiento para identificar efectores. Estos "efectores apoplásticos centrales" identificados codifican para proteínas hipotéticas pequeñas, secretadas y ricas en cisteína, que se conservan en todo el complejo de especies de Fusarium (Redkar et al., en prep.). Estos efectores centrales, denominados (ERC: Efector para la Compatibilidad Radicular ERC1-3), se inducen in planta tras la colonización del hospedador/no hospedador y contribuyen a la virulencia. También realicé un análisis exhaustivo de ARN-Seq durante las primeras etapas de la colonización por F. oxysporum y descubrí que una proporción importante del secretoma codifica principalmente para efectores que se conservan en todo el complejo específico de Fusarium. Esto sugiere que Fusarium depende de un repertorio conservado de efectores para establecer la compatibilidad en hospedadores y no hospedadores, y luego los determinantes específicos del hospedador pueden desempeñar principalmente un papel en determinar el marchitamiento, que es específico del hospedador. También investigamos la naturaleza del proteoma radicular intercelular activo durante la colonización por Fusarium y cómo su actividad desencadena la señalización de defensa. El fluido apoplástico infectado se utilizó para el Perfilado de Proteínas Basado en la Actividad (ABPP), que indicó que Fusarium es capaz de suprimir diferentes clases de proteasas. Con base en estos hallazgos y nuestro interés en la inmunidad apoplástica, lidero un artículo de investigación destacado en Trends in Plant Science (doi.org/10.1016/j.tplants.2019.06.009). El artículo destaca el trabajo sobre el efector de Ustilago maydis Pit2, que tiene un dominio inhibidor de proteasas y que imita el sustrato de la proteasa. Además, fui coautor de una revisión sobre el conocimiento actual de las interacciones moleculares de los hongos del carbón y sus hospedadores en Annual Reviews (doi: 10.1146/annurev-phyto-082718-100139). Esto ha influido en la investigación en curso en el ámbito de la interacción planta-patógeno. Además, he utilizado el patosistema Arabidopsis-Fusarium para comprender las señales derivadas del huésped que el hongo detecta al alcanzar el xilema. La endodermis de la raíz es una capa celular protectora que separa la zona cortical y la vasculatura. El espacio entre las células endodérmicas se impregna con un polímero hidrofóbico a base de lignina, denominado banda de Casparian (CS), y actúa como una barrera selectiva. Las proteínas de membrana asociadas a la pared celular (CASP) se fusionan para formar una banda continua que es guiada por la bien definida vía Schengen (SGN). Mi hipótesis es que las marchiteces vasculares probablemente interfieren con diferentes componentes de la vía SGN para detectar la vasculatura. Utilizamos una colección de mutantes de Arabidopsis en la vía SGN, que muestran diversos grados de fenotipo de patogenicidad con F. oxysporum Fo5176. Por lo tanto, la vía CS parece estar involucrada en guiar a Fusarium hacia la vasculatura. Los resultados de mi proyecto se presentaron en seminarios de investigación en la Conferencia de Becarios CEPLAS de la Universidad de Düsseldorf (Alemania) y del IISER (Pune, India). En adelante, continuaré en mi laboratorio anfitrión gracias a la beca Juan de la Cierva. Estoy trabajando en la caracterización funcional de los efectores CORE identificados en Fusarium. También exploraré las interesantes pistas sobre la interferencia de Fusarium con la vía de la Franja de Casparian en la detección de la vasculatura. Al finalizar, mi objetivo es publicar dos artículos de investigación que detallen mis hallazgos. Además del trabajo propuesto, también fui el autor correspondiente de dos artículos de comentario: uno que describe cómo los patógenos de la raíz han evolucionado para dirigirse a los reguladores transcripcionales maestros de la vía del ácido salicílico (doi: 10.1098/rstb.2015.0459) y otro que ofrece una visión general de cómo los patógenos han evolucionado para utilizar proteínas transportadoras para funciones de virulencia (doi: 10.1111/nph.14137).