H2020 FUNDAZIOA Proiektua: Fusarium oxysporum-en bitartez ostalari anitzeko interakzioen zelula-mota espezifikoen modulazioa
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2018 -2020
- Esleitutako Aurrekontua 170.121,6 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea FOUNDATION
F. oxysporum batez ere zelulen artean hazten denez hasierako faseetan, hipotesia dugu patogenoak patogeno-proteinak jaria ditzakeela, efektore gisa ezagutzen direnak, zelula arteko espazio honetan bateragarritasun orokorra zehazteko eta ostalariaren immunitatea kudeatzeko. Nire MSCA bekaren barruan, batez ere, infektatutako tomate-sustraietatik fluido apoplasikoaren isolamendua ezarri nuen eta aurkikuntza proteomika erabili nuen efektoreak identifikatzeko.
Identifikatutako "efektore apoplasiko zentralak" zisteinan aberatsak diren proteina txiki hipotetikoak kodetzen dituzte, eta Fusarium espezieen konplexuan kontserbatzen dira (Redkar et al., prestak.). Oinarrizko efektore hauek, (ERC: Root Compatibility for Effector ERC1-3) izenekoak, plantan induzitzen dira ostalari/ez ostalariaren kolonizazioan eta birulentzian laguntzen dute. RNA-Seq analisi integrala ere egin nuen F. oxysporum kolonizazioaren hasierako faseetan eta sekretomaren proportzio esanguratsu batek Fusarium-en berariazko konplexuan kontserbatzen diren efektoreak kodetzen dituela ikusi nuen. Honek iradokitzen du Fusarium-ek efektoreen errepertorio kontserbatu batean oinarritzen dela ostalarien eta ostalari ez direnen bateragarritasuna ezartzeko, eta, ondoren, ostalariaren determinatzaile espezifikoak nagusiki zimeltzea zehazten duen zeregina izan dezakete, ostalariaren espezifikoa den.
Era berean, Fusarium kolonizazioan zehar zelula arteko sustrai-proteoma aktiboaren izaera ikertu dugu eta bere jarduerak defentsa-seinaleztapena nola abiarazten duen ikertu dugu. Kutsatutako fluido apoplastikoa jardueran oinarritutako proteina profilak egiteko (ABPP) erabili zen, eta horrek adierazi zuen Fusarium-ek proteasa-klase desberdinak kentzeko gai dela. Aurkikuntza hauetan eta immunitate apoplastikoaren inguruan dugun interesan oinarrituta, Trends in Plant Science-n (doi.org/10.1016/j.tplants.2019.06.009) ikerketa-artikulu aipagarri bat zuzentzen ari naiz. Artikuluak Ustilago maydis Pit2 efektoreari buruzko lana nabarmentzen du, proteasaren inhibitzaileen domeinua duena eta proteasaren substratua imitatzen duena. Gainera, smut onddoen eta haien ostalarien arteko interakzio molekularrei buruzko berrikuspen bat idatzi nuen Urteko Berrikuspenetan (doi: 10.1146/annurev-phyto-082718-100139). Horrek eragina izan du landare-patogenoen arteko elkarrekintzen alorrean egiten ari diren ikerketak.
Gainera, Arabidopsis-Fusarium patosistema erabili dut onddoak xilemara iristean detektatzen dituen ostalaritik eratorritako seinaleak ulertzeko. Sustrai endodermisa eremu kortikala eta baskulatura bereizten dituen geruza zelular babeslea da. Zelula endodermikoen arteko espazioa lignina-oinarritutako polimero hidrofobo batez bustitzen da, Casparian Band (CS) izenekoa, eta hesi selektibo gisa jokatzen du. Zelula hormari lotutako mintz-proteinak (CASP) ondo definitutako Schengen bidetik (SGN) gidatzen den banda jarraitua osatzen dute. Nire hipotesia da zimeltze baskularrak SGN bidearen osagai ezberdinekin oztopatzen duela baskulazioa hautemateko. SGN bideko Arabidopsis mutanteen bilduma bat erabili dugu, F. oxysporum Fo5176-rekin patogenikotasun-maila desberdinak erakusten dituztenak. Hori dela eta, badirudi CS bidea Fusarium baskulatura gidatzeko parte hartzen duela. Nire proiektuaren emaitzak Düsseldorfeko (Alemania) eta IISEReko (Pune, India) Unibertsitateko CEPLAS Fellows Conference-ko ikerketa-mintegietan aurkeztu ziren.
Hemendik aurrera nire harrerako laborategian jarraituko dut Juan de la Cierva bekari esker. Fusarium-en identifikatutako CORE efektoreen karakterizazio funtzionala lantzen ari naiz. Era berean, Fusariumen interferentziari buruzko pista interesgarriak aztertuko ditut Casparian Strip-aren bidearekin baskulazioa detektatzeko. Amaitutakoan, nire helburua nire aurkikuntzak zehazten dituzten bi ikerketa-lan argitaratzea da.
Proposatutako lanaz gain, bi iruzkin-artikulutan dagozkion egile ere izan nintzen: bata sustrai patogenoek nola eboluzionatu duten deskribatzen zuen azido salicilikoaren bidearen transkripzio-erregulatzaile nagusietara bideratzeko (doi: 10.1098/rstb.2015.0459) eta beste bat patogenoek nola eboluzionatu duten patogenoek proteina garraiatzaileen funtzioak erabiltzeko: birulentzia-funtzioak erabiltzeko: 10.1111/nph.14137).
Onddo patogenoek eragin handia dute gizakien elikaduran, laboreen produktibitatea murriztuz. Onddoen eta landareen arteko elkarreragin asko lurzoruan gertatzen dira eta landareen osasunean eragiten dute. Oso gutxi dakigu lurzoruko patogenoek sustraiak nola infektatzen dituzten eta ostalariaren immunitatea nola eragiten duten. Sustraiak kutsatzen dituzten onddoen talde bereziki suntsitzaile batek zimel baskularra eragiten du, labore asko erasotzen dituena, sustraiak kolonizatzen dituena eta zimeltze progresiboa eragiten duena. Gaixotasun hauek kontrolatzen zailenetakoak dira, patogenoak maiz eskuraezinak baitira sustraietan dauden produktu kimikoetarako. Hori dela eta, eragin kaltegarria duten fumigazio-konposatu ez-espezifikoekin kontrolatzen dira. Onddo hauei irtenbide jasangarri bat garatzeko, funtsezkoa da patogeno hauek ostalari ezberdinekin bateragarritasuna nola ezartzen duten eta helburu duten landare-prozesuekin guztiz ulertzea.
Fusarium onddoen generoak labore askotan zimel-gaixotasunak eragiten dituzten patogeno asko ditu. Gaur egun, informazio gutxi dago Fusarium-en infekzio biotrofiko fase erabakigarriari buruz (bizi-fasea). Onddoa sustraietan sartzen da eta, azkenean, xilema kolonizatzen du, heriotza edo heriotza eza eragiten du, eta baita bizimodu endofitikoak ere. Hori dela eta, Fusarium eredu bikaina da ostalari anitzeko bateragarritasuna eta immunodepresioa ikertzeko. Lurzoruan transmititzen diren landare-patogenoak kontrolatzea oso zaila da, iraunkortasun handia eta landare ostalariaren eta ingurunera egokitzeko gaitasun nabarmenagatik.
Lurzoruko fungizida gehienak EBko legediak debekatzen dituenez, premiazkoa da kontrol-estrategia berriak garatzea, eraginkorrak, iraunkorrak eta ingurumena errespetatzen dutenak. Ostalari ezberdinetan gaixotasunaren garapenaren azpian dauden gertaera molekularrak identifikatzeak aspaldiko galderari aurre egiten dio onddo hauek ostalariaren sistema baskularra nola sumatzen duten. Hau funtsezko interesa da mikrobioen elkarrekintzetan. Nire proposamenaren helburu orokorra da F. oxysporum-ek landareen kolonizazioaren azpian dauden mekanismoak ulertzea ostalari sorta zabala konkistatzeko. Nire hipotesia da patogenoa nagusiki bizi den zelula arteko espazioaren (apoplastoa) etentzeak ostalari/ez ostalariaren fase biotrofikoetan "nukleo" patogenikotasunaren determinatzaileen ekintza gune gisa balioko duela agronomikoki garrantzitsuak diren laboreen espektro zabala kolonizatzeko.
Onddoek eragin izugarria dute giza elikaduran eta osasunean. Urtero, onddo patogenoek laborantza-landareetan nekazaritza-galera handiak eragiten dituzte eta elikagaiak mikotoxina kaltegarriekin kutsatzen dituzte. Lurzoruan transmititutako onddoen patogenoak, Fusarium oxysporum, landareen sustraiak eta ehun baskularra infektatzen ditu, eta 100 labore desberdin baino gehiagotan zimel-gaixotasunak eragiten ditu, dicots eta monocots barne. Patogeno honen andui bereziki erasokorra, 4. arraza tropikala, mundu osoko platano-landaketak mehatxatzen ditu. Gaur egun, informazio gutxi dago patogeno baskularren infekzio biotrofikoaren etapa erabakigarriari buruz, sustraien sartzetik xilema hodien kolonizaziora arte. Fusarium-ek eredu bikaina eskaintzen du infekzioaren hasierako faseekin lotutako zelulen landare-immunitatea detektatzeko, egokitzeko eta ezabatzeko. Ostalari taldeak patogeno honek erabiltzen duen sentsazio kimotrofikoaren mekanismoaren berri eman berri du eta Fusarium-ek lurzoruan hautematen dituen landare ostalarien seinaleak identifikatu ditu. Gainera, haien lanak agerian utzi zuen onddoen hormaren birmoldaketan eta landare-zelulen hormaren degradazioan parte hartzen duten entzimen ekintza konbinatua, eta horrek patogeno honen birulentzian laguntzen du. Proiektu honetan, F. oxysporum-ek dicot bat (Arabidopsis) kolonizatzeko erabiltzen dituen zelulen berariazko birulentzia-geneak identifikatzea dugu helburu, funtsean ehun baskular-arkitektura desberdina duen monocot (Banana) ostalari bat kolonizatzeko. RNA-Seq bikoitza erabiliko dugu laser harrapaketa mikrodisekzioarekin (LCM) bateragarritasun-osagaiak identifikatzeko, bai patogenoan bai landarean, ezinbestekoak diren zimel-gaixotasuna ezartzeko. Horrek interakzio honetan helburu potentzialak identifikatzea eta karakterizatzea ekarriko du, platanoa etengabe hobetzeko ahaleginetan erresistentzia estrategia berriak garatzeko erabil daitezkeenak. Hori dela eta, proiektu honek onddo batek halako ostalari sorta zabala hautematen eta kolonizatzen duen oinarrizko ezagutzak aurreratuko ditu, uztak babesteko aukera berriak sortuz, elkarrekintza zelula-motaren bereizmen espezifikoan disekzionatuz.
Nire MSCA proiektuaren aurkikuntzek sustrai patogenoen kolonizazio estrategiei buruzko ikuspegi berriak sortu dituzte. Litekeena da bateragarritasuna bitartekari duten Fusarium-en kontserbatutako efektoreak identifikatzeak patogenoen bizi-zikloan fase biotrofiko labur baten eskakizunaren azpian dauden mekanismo molekularrak hobeto ulertuko ditugu. Gainera, Fusarium bezalako patogenoek manipulatzen dituzten landareetan prozesu apoplasikoak identifikatzeak interakzio molekularrak ulertzeko bide berriak emango ditu eta erresistentzia garatzen lagunduko du. Orokorrean, nire proiektuaren emaitzek ondorio zabalak izango dituztela uste dut, onddo patogeno garrantzitsu hauen infekzio-fase erabakigarrien sintomarik gabeko lehen ikuspegia eskaintzen baitute.
Gainera, nire ikerketa artikulu orokorren bidez sustatuz eta Skype-rekin Scientist-ekin eskolako ikasleekin elkarreraginean, publiko orokorrarengana iristeko gai izan naiz. Honek plataforma bikaina eman dit nire lana sustatzeko eta nire ikerketak jendaurrera eramateko. Era berean, kongresuetan parte hartzeak nire sare profesionala zabaltzeko aukera eman dit, ikertzaile nagusi arrakastatsu izateko aukerak areagotuz.
- UNIVERSIDAD DE CORDOBA (UCO)
Lotutako proiektuak
