M. haematopus. Crédito: Christoffer más duro
Un estudio de múltiples especies de hongos Mycena, también conocidos como “bonnets”, informado en la revista Genómica celular El 27 de junio descubrieron que tenían genomas inesperadamente grandes.
Si bien se pensaba que los hongos vivían únicamente degradando material orgánico muerto, el descubrimiento sugiere que, en cambio, pueden tener una colección de genes que les permita adaptarse a diferentes estilos de vida a medida que cambian las circunstancias, según los investigadores. Curiosamente, muestran que ciertas cepas de Mycena que viven en el Ártico tienen algunos de los genomas de hongos más grandes jamás descritos.
“Como grupo, Mycena simplemente ha utilizado todos los trucos posibles del manual para expandir sus genomas y aparentemente para múltiples propósitos diferentes que no están obviamente relacionados con su estilo de vida conocido y supuestamente preferido”, dice Christoffer Bugge Harder.
Con una base original para el trabajo en la Universidad de Oslo, Noruega, se desempeñó como autor principal de un equipo de autores de 28 personas de universidades de siete países.
“La evolución nos dice que los rasgos no ventajosos tienden a desaparecer con el tiempo, por lo que una implicación obvia es que la adaptabilidad y el generalismo en esas grandes estructuras genómicas deben ser una ventaja para estos hongos”, dice Francis Martin del INRAE y la Universidad de Lorena en Champenoux, Francia.
“Esto es a pesar de los costos de tener un genoma grande con muchas características posiblemente innecesarias que deben replicarse en cada división celular. Esto puede ser particularmente cierto en un ambiente extremo como el Ártico, como también se observa en las plantas”.
Los investigadores se propusieron estudiar Micena basándose en su papel como principal hongo descomponedor de basura y hojas en los ecosistemas forestales. A pesar de sus diminutos cuerpos fructíferos, Mycena tiene un papel importante en el ciclo global del carbono.
Durante mucho tiempo se pensó que este grupo de hongos vivía exclusivamente de material orgánico muerto, pero más recientemente se descubrió que algunas especies también se ganan la vida a través de interacciones cooperativas o parasitarias con plantas vivas.
Las Mycenas también son bioluminiscentes (es decir, brillan en la oscuridad) y trabajos anteriores que describen los genomas de cinco especies de Mycena habían investigado este fenómeno. Para aprender más sobre sus hábitos de vida directos, los investigadores ahora querían estudiar una amplia paleta de especies de Mycena con diferentes preferencias de sustratos.
En el nuevo estudio, generaron nuevas secuencias genómicas para 24 especies adicionales de Mycena y una especie relacionada ahora conocida como Atheniella floridula. Los genomas fueron secuenciados y anotados a través del Programa de Ciencia Comunitaria del DOE Joint Genome Institute. El trabajo es parte del proyecto 1000 Fungal Genomes, que tiene como objetivo explorar la diversidad genómica entre y dentro de diferentes grupos de hongos, en este caso el género Mycena.
Las especies incluidas representan seis categorías de descomposición: generalistas de la madera, descomponedores de la madera de hoja ancha, generalistas de la hojarasca de pasto, descomponedores de la hojarasca de la hoja ancha, descomponedores de la hojarasca de coníferas y generalistas de la hojarasca en general. También incluía tres especies árticas.
Agregaron sus nuevos genomas a 33 genomas adicionales de especies que no pertenecen a Mycena. Querían comprender cómo habían evolucionado y expandido los genomas a lo largo del tiempo evolutivo y cómo las especies podrían diferir en las enzimas que degradan la pared celular de las plantas en función de sus hábitos de vida.
Epipterigia de Micenas. Crédito: Arne Aronsen
Se sorprendieron al descubrir que Mycena mostraba expansiones masivas del genoma en general, afectando a todas las familias de genes independientemente de sus hábitos esperados.
La expansión pareció estar impulsada por la aparición de genes nuevos, así como por duplicaciones de genes, colecciones ampliadas de genes que producen enzimas para degradar polisacáridos, la proliferación de elementos transponibles y transferencias horizontales de genes desde otras especies de hongos.
También descubrieron que dos especies recolectadas en el Ártico tenían los genomas más grandes con diferencia, con un tamaño que es de dos a ocho veces mayor que el de Mycena que vive en zonas templadas.
“Fue una sorpresa particular que los genomas del Ártico se expandieran de manera tan especial además de la expansión general de Mycena, y que Mycena hubiera transferido horizontalmente genes de Ascomycetes”, dice Harder.
“Esas especies también se encuentran en zonas templadas y no podemos decir de manera concluyente a partir de nuestros resultados si estas especies son grandes debido a un efecto específico de la especie o debido a un efecto del Ártico”.
Sin embargo, se ha demostrado que algunas plantas del Ártico inflan sus genomas con elementos transponibles o simplemente duplican sus genomas por completo en comparación con sus parientes cercanos en áreas templadas, y, por supuesto, es tentador sugerir que una evolución paralela similar podría estar sucediendo en los hongos del Ártico.
“Se cree generalmente que la transición evolutiva de hongos descomponedores a hongos simbióticos ocurrió en paralelo en varios grupos de hongos a lo largo del curso de la evolución hace millones de años”, dice Håvard Kauserud de la Universidad de Oslo, Noruega. “Sin embargo, con Mycena, parece que estamos viendo este proceso gradual en acción sucediendo justo frente a nuestros ojos”.
“Sabemos por otras líneas de investigación que Mycena, a diferencia de muchos otros hongos, puede adoptar más de un estilo de vida posible. Los hallazgos sugieren que estos múltiples estilos de vida posibles también se reflejan en las estructuras de su genoma”, dice Harder.
Los hallazgos también tienen implicaciones importantes para los esfuerzos por comprender los hábitos de un organismo únicamente a partir de las secuencias de su genoma.
“Esto sirve como recordatorio de que no siempre es fácil deducir la ecología principal o el estilo de vida de un hongo simplemente secuenciando sus genomas”, dijo Martin.
“Es muy importante recordar esto en una época en la que la secuenciación del ADN se está volviendo cada vez más barata y cada vez más ubicua, mientras que el conocimiento práctico tradicional de los organismos está menos extendido entre las generaciones más jóvenes de biólogos y es más difícil obtener financiación para ello”.
Más información:
Expansión extrema del genoma general del hongo en Mycena ss, independientemente de las plantas hospedantes o las especializaciones del sustrato, Genómica celular (2024). DOI: 10.1016/j.xgen.2024.100586. www.cell.com/cell-genomics/ful… 2666-979X(24)00170-8
Citación: Los hongos Bonnet tienen genomas ‘expandidos’ para hacerlos más adaptables a múltiples estilos de vida, según un estudio (2024, 27 de junio) recuperado el 27 de junio de 2024 de T0F múltiples-estilos-de-vida.html
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