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¿Por qué estudiar biología celular en los hongos?
Dra. Verónica Garrido Bazán y M.C. Daniela Campiño Arias.
La investigación en el campo de la biología celular nos ha permitido tener un acercamiento a la célula, la estructura básica de la vida. Muchos experimentos se llevan a cabo en células animales y, aunque han contribuido a la generación de conocimiento, tienen la peculiaridad de ser células muy complejas, lo cual dificulta el estudio de algunos procesos biológicos. Por esta razón, muchos grupos de investigación deciden inclinarse por estudiar organismos modelo con mayor facilidad de manipulación en el laboratorio, como los hongos y las bacterias. Los hongos pueden ser organismos unicelulares, como la levadura, o multicelulares, como el rico champiñón que le ponemos a la pizza. Algo fascinante de las células de los hongos es que muchos de los procesos a nivel molecular son similares a los de las células animales. En particular, el linaje de los hongos comparte un ancestro común con los animales y con las plantas, pero, varios aspectos morfológicos, fisiológicos o nutricionales los hacen únicos entre todos los organismos vivos.
Los hongos unicelulares y multicelulares, tienen una activa contribución en la naturaleza. Son capaces de reciclar y descomponer muchos desechos naturales. Algunos hacen simbiosis con las plantas, es decir, se asocian con estas para obtener beneficios mutuos, y otros son utilizados para la producción de antibióticos o incluso de proteínas. Los hongos también han servido como modelos de estudio para hacer importantes contribuciones en la investigación científica. Por ejemplo, en 1945 el científico Alexander Fleming y sus colaboradores descubrieron la penicilina a partir del hongo Penicillium rubens.
Por otra parte, la biología celular es un campo que nos permite entender cómo funcionan las células. En particular, se puede estudiar el comportamiento de los organelos celulares, los cuales son compartimentos con una función única rodeados por una membrana que les permite aislarse del resto de componentes celulares. Por mucho tiempo, se había considerado que cada organelo realizaba sus funciones específicas de forma autónoma, pero, diferentes estudios han demostrado que la mayoría de los procesos celulares requieren de su interacción. Por ejemplo, en 1989, el investigador Berl Oakley descubrió en el hongo Aspergillus nidulans una proteína llamada Gamma tubulina, una proteína importante para la movilización de diferentes organelos en la célula y, posteriormente, se encontró en prácticamente todos los organismos. En el año 2013, los científicos Rothman J., Schekman R., y Südhof T., encontraron la maquinaria celular que regula el tráfico de sustancias dentro de vesículas de un organelo a otro, utilizando como modelo células de la levadura Saccharomyces cerevisiae; la misma levadura que se utiliza para la elaboración de la cerveza.
Pero, ¿qué sabemos de la interacción de los organelos celulares dentro de la célula? Algunos organelos como el retículo endoplásmico, mitocondrias, núcleos, peroxisomas, cuerpos lipídicos y vacuolas, interaccionan a través de diferentes sitios de contacto con la finalidad de permitir la comunicación entre ellos, ya sea para el intercambio de moléculas o para comunicarse cualquier eventualidad que esté ocurriendo dentro de la célula. Esto funciona como una señal que desencadena una respuesta fisiológica de las células, ya sea para realizar sus funciones de crecimiento, desarrollo y reproducción o para responder a señales externas. Por ejemplo, los peroxisomas son organelos que contienen moléculas con la capacidad de degradar lípidos, durante un proceso de inanición. Esto significa que cuando la célula no tienen ninguna fuente de nutrientes comienza a degradar sus propios compuestos para poder sobrevivir.
Como te puedes dar cuenta, las células de los hongos poseen un gran potencial para entender muchos procesos celulares. Actualmente, en algunos laboratorios se han usado a los hongos Aspergillus nidulans y Neurospora crassa, ya que gracias a su gran diversidad metabólica y a su fácil manipulación genética permiten el estudio de procesos celulares y moleculares, como la forma y la dirección de crecimiento de las células, y la forma en la que estas perciben el ambiente o los diferentes tipos de estrés a los que muchas veces están expuestas.
Para más información consulte:
Garrido-Bazán V., Aguirre J. (2022). H2O2 induces calcium and ERMES Complex-Dependent mitochondrial constriction and division as well as mitochondrial outer membrane Remodeling in Aspergillus nidulans. J. Fungi. 8(8). https://doi.org/10.3390/jof8080829
Kong J., Ji Y., Jeon Y.G., Han J.S., Han K.H., Lee J.H., et al. (2020). Spatiotemporal contact between peroxisomes and lipid droplets regulates fasting-induced lipolysis via PEX5. Nat. Commun. 11(1), 1–16. https://doi.org/10.1038/s41467-019-14176-0
Nagy L.G, Toth R., Kiss E., Slot J., Gacser A., Kovacs G.M. (2017). Six key traits of fungi: Their evolutionary origins and genetic bases. In: Heitman J., Howlett J.B., Crous W.P., Eva Stukenbrock H.E., James Y.T., Gow N.A.R. (Eds.). The Fungal Kingdom. Pp. 35–56. American Society for Microbiology. United States of America. ISBN: 9781683670827
Dra. Verónica Garrido Bazán y M.C. Daniela Campiño Arias I Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autonóma de México.
Fecha de publicación en línea: 04 de octubre, 2024.
Citar este artículo como:
Garrido B.V. y Campiño A.D. (2023). ¿Por qué estudiar biología celular en los hongos? 4(1), 21-23. También disponible en: https://www.cienciacakotanu.com/contenido/artículos/v4n1-2023/por-qué-estudiar-biología-celular-en-los-hongos