Tpc1, un factor de transcripción específico de hongos filamentosos implicado en el crecimiento polar y la patogénesis del hongo de la piriculariosis del arroz

El establecimiento de la polaridad es un proceso crítico en hongos patógenos, regulando la morfogénesis relacionada con la infección y la invasión del tejido huésped. En este estudio, se ha identificado a TPC1 (Trascription factor for Polarity Control 1), gen que regula el crecimiento polarizado invasivo en el hongo Magnaporthe oryzae. TPC1 codifica un factor de transcripción de la familia Zn(II)2Cys6, exclusiva de hongos filamentosos. Los mutantes deficientes en Tpc1 muestran graves defectos en conidiogénesis, autofagia, metabolismo de glucógeno y lípidos, y colonización de tejidos vegetales.

Mediante el seguimiento de proteínas de unión a actina, septin-5 y componentes del autofagosoma, se demuestra que Tpc1 regula la dinámica del citoesqueleto y la autofagia asociada a la infección durante la penetración de la planta por el apresorio. Se encontró que Tpc1 interactúa con Mst12 y modula su actividad de unión al ADN, mientras que la localización nuclear Tpc1 también depende de la MAP quinasa Pmk1, en consonancia con la participación de Tpc1 en esta vía de señalización, que es fundamental para el desarrollo del apresorio.

Es importante destacar que Tpc1 regula directamente la expresión de NOXD, la subunidad p22phox del complejo NADPH oxidasa de hongos a través de una interacción con Mst12. Por lo tanto, Tpc1 controla la regulación espacial y temporal de la actina F cortical mediante la regulación del complejo NADPH oxidasa durante la re-polarización del apresorio. En consecuencia, Tpc1 es un regulador de desarrollo central en hongos filamentosos, que enlaza la síntesis regulada de especies reactivas de oxígeno y la vía Pmk1, con control de polaridad durante la invasión del huésped.

Imagen: Modelo de penetración de la planta mediada por Tpc1. Durante la germinación del hongo, las señales ambientales desencadenan la cascada de la quinasa Pmk1 y la autofagia para activar la función Tpc1. El factor de transcripción Tpc1, localizado en el núcleo activa a su vez la transcripción de los genes necesarios para el crecimiento polar, la autofagia y la degradación del glucógeno. Tpc1 interactúa con Mst12 y este complejo es necesario para la regulación de la expresión de varios genes, incluyendo NoxD. La polaridad se asocia con la dinámica del citoesqueleto que es controlada por Tpc1 a través de los complejos Nox1 y Nox2 del complejo NADPH oxidasa. NoxD interactúa con Nox1 y quizá con Nox2 indirectamente. Las interacciones de NoxR y Pls1 con Nox1 y/o Nox2 necesitan ser confirmadas. Para iniciar la infección de la planta las NADPH oxidasas Nox1/Nox2 regulan la formación de la actina F en el poro del apresorio, lo que dirige la penetración de la hifa incipiente y su posterior elongación. Las cepas mutantes utilizadas en este estudio se destacan en negro.

Publicación Original:

Galhano, R; Illana, A; Ryder, LS; Rodríguez-Romero, J; Demuez, M; Badaruddin, M; Martinez-Rocha, AL; Soanes, DM; Studholme, DJ; Talbot, NJ; Sesma, A. 2017. "Tpc1 is an important Zn(II)2Cys6 transcriptional regulator required for polarized growth and virulence in the rice blast fungus". PLoS Pathogens. DOI: 10.1371/journal.ppat.1006516".