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Responsable: Francisco Javier Ávalos Cordero / María del Carmen Limón Mirón
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2013-2016 Retos - Proyectos I+D+i
Referencia: BIO2015-69613-R
Fecha de Inicio: 01-01-2016
Fecha de Finalización: 31-12-2018

Empresa/Organismo financiador/es:

• Ministerio de Economía y Competitividad

Equipo:

• Equipo de Trabajo:
  • Enrique Cerdá Olmedo
  • Ulrich Terpitz
  • Steffen Alexander Nordzieke (alta: 01/01/2016)
  • Javier Pardo Medina (alta: 01/01/2016)
  • Obdulia Parra Rivero (alta: 01/01/2016)
• Contratados:
  • Marta Franco Losilla (alta: 01/09/2017 - baja: 31/10/2018)
  • Julia Natividad Marente Bernal (alta: 01/09/2017 - baja: 31/12/2018)
  • Yosu Odriozola Gil (alta: 15/07/2018 - baja: 31/12/2018)

Contratados:

• Investigadores:
  • Marta Franco Losilla
  • Julia Natividad Marente Bernal
  • Yosu Odriozola Gil
  • Obdulia Parra Rivero

Resumen del proyecto:

Resumen de resultados del proyecto.

El proyecto ha incrementado el conocimiento sobe los mecanismos moleculares que controlan la síntesis de neurosporaxantina, una xantofila anaranjada de interés biotecnológico producida por el hongo Fusarium fujikuroi, así como sobre sus posibles funciones y propiedades biológicas. La síntesis de este carotenoide es estimulada por la luz y es reprimida por la proteína reguladora CarS, cuya ausencia da lugar a su acumulación en elevadas cantidades. Se han identificado nuevas posibles dianas regulatorias de CarS, entre las que pueden figurar al menos dos proteínas de la familia HMG (“high mobility group”), y se ha estudiado su relación con los mecanismos de control por la luz. CarS actúa de forma independiente del fotorreceptor de la familia “White Collar” WcoA, responsable de la inducción por luz, y en ausencia de CarS la luz no es necesaria para la síntesis.

Se han construido estirpes que expresan CarS de forma controlada, confirmando su papel represor, y se ha realizado un análisis transcriptómico global, que ha mostrado que CarS influye directa o indirectamente sobre la expresión de aproximadamente un 5% de los genes del hongo, con un fuerte impacto sobre algunos genes potencialmente relacionados con estrés oxidativo. Se ha demostrado además que la neurosporaxantina posee una capacidad antioxidante equivalente al menos a la del licopeno, por lo cual se estima que una de las funciones más importantes en la célula puede ser la protección frente a este tipo de estrés. CarS contribuye a controlar la expresión en oscuridad de muchos otros genes inducidos por la luz, además de los de la carotenogénesis. Se ha identificado un gen para un nuevo tipo de ARN regulador no codificante, que se ha denominado carP, contiguo al gen carS y cuya mutación produce la perdida de la inducción de la síntesis de carotenoides por la luz. La función de carP está conservada también en el hongo Fusarium oxysporum a pesar de una significativa divergencia de su secuencia. La pérdida simultánea de carP y carS da lugar a un fenotipo de producción de carotenoides independiente de la luz, lo que vuelve a confirmar el papel de CarS como represor principal de la ruta.

La síntesis de neurosporaxantina comparte la regulación por luz y CarS con la síntesis de beta-caroteno y retinal, supuesto cromóforo de las opsinas CarO y OpsA. Al contrario que CarO, OpsA no muestra actividad de bombeo de protones, por lo que se sospecha que es una proteína sensora de luz, mientras que CarO parece estar asociado a patogénesis. Se ha conseguido la pérdida de las dos opsinas pero solo en ausencia de carotenoides, posiblemente debido a toxicidad de retinal libre. No se ha detectado excreción de apocarotenoides al medio, o de moléculas derivadas, lo que sugiere que sus funciones se limitan al interior de la célula.