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2022-10-21Cómo los hongos producen potentes toxinas que pueden contaminar los alimentos

Science News |La ingeniería genética de especies de «Aspergillus» para eliminar ciertas proteínas detiene la producción de micotoxinas.

Los alimentos contaminados con hongos pueden ser un inconveniente en el mejor de los casos y una amenaza para la vida en el peor. Pero una nueva investigación muestra que eliminar solo una proteína puede dejar algunas toxinas fúngicas altas y secas, y eso es potencialmente una buena noticia para la seguridad alimentaria.

Algunos hongos producen sustancias químicas tóxicas llamadas micotoxinas que no solo estropean los alimentos, como los cereales, sino que también pueden enfermarnos. Las aflatoxinas, uno de los tipos de micotoxinas más peligrosos, pueden causar cáncer de hígado y otros problemas de salud en las personas.

“Es un enemigo silencioso”, dice el investigador de hongos Özgür Bayram de la Universidad de Maynooth en Irlanda, porque la mayoría de las personas no se dan cuenta cuando se echan a perder alimentos como el maíz o el trigo.

Durante años, los investigadores han sabido que algunos hongos producen estas toxinas, pero no conocían todos los detalles. Ahora, Bayram y sus colegas han identificado un grupo de proteínas responsables de activar la producción de micotoxinas . La ingeniería genética del hongo Aspergillus nidulans para eliminar incluso una sola de las proteínas evita que se produzcan las toxinas, informan los investigadores en la edición del 23 de septiembre de Nucleic Acids Research.

“Hay una larga cadena de genes que están involucrados en la producción de proteínas que, en un efecto cascada, darán como resultado la producción de diferentes micotoxinas”, dice Felicia Wu, experta en seguridad alimentaria de la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing, quien fue no participan en la investigación.

Las proteínas recién identificadas actúan como una llave que enciende un automóvil, dice Bayram. Los investigadores querían descubrir cómo quitar la llave y evitar que se transmitiera la señal de inicio, lo que significa que, en primer lugar, no se producirían toxinas.

Bayram y su equipo identificaron las proteínas en A. nidulans y revelaron que cuatro proteínas se unen para formar la clave. Los investigadores diseñaron genéticamente el hongo para eliminar cada proteína a su vez. Cuando falta alguna de las cuatro proteínas, la clave no inicia la ignición de la micotoxina, descubrió el equipo.

En otro estudio que aún no se ha publicado, la desactivación del mismo grupo de proteínas en el hongo estrechamente relacionado A. flavus , que puede producir aflatoxinas, previene la producción de esas toxinas, dice Bayram. "Así que esto es un gran éxito porque vemos, al menos en dos hongos, el mismo complejo [proteico] hace el mismo trabajo".

El nuevo trabajo "se basa en un cuerpo de investigación que se ha realizado durante décadas" para prevenir la contaminación de los alimentos por hongos, dice Wu. Ya se utilizan una serie de métodos para controlar dicha contaminación. Por ejemplo, debido a que no todas las cepas de A. flavus producen aflatoxinas, un método para prevenir la contaminación es rociar cepas no tóxicas en los campos de maíz y maní, explica Wu. Esos hongos se multiplican y pueden ayudar a evitar que otras cepas tóxicas se afiancen.

Esta investigación es una de varias formas en que los investigadores están utilizando la ingeniería genética para tratar de combatir estas toxinas en los alimentos (SN: 10/03/17). Una aplicación futura de la nueva investigación podría ser modificar genéticamente un hongo que produce toxinas y luego posiblemente usarlo en cultivos y en otros lugares. “Básicamente, podemos prevenir la contaminación por aflatoxinas en los alimentos, por ejemplo, en el campo, incluso en los almacenes, donde se produce mucha contaminación”, dice Bayram.

Se estima que los hongos y los organismos similares a los hongos conocidos como mohos acuáticos arruinan un tercio de los cultivos alimentarios del mundo cada año. Si se pudiera prevenir esa contaminación, Bayram estima que los alimentos ahorrados serían suficientes para alimentar a 800 millones de personas en 2022.

La nueva investigación es un buen comienzo, dice Wu, pero seguirá siendo un "desafío para tratar de entender cómo se puede poner esto en práctica para fines agrícolas". No está claro qué tan escalable es la técnica, dice, y lograr que las agencias reguladoras de EE. UU. aprueben el uso de un hongo modificado genéticamente en cultivos alimentarios clave podría ser difícil.

CITAS

B. Karahoda et al. El complejo de cromatina KdmB-EcoA-RpdA-SntB se une a genes reguladores y coordina el desarrollo fúngico con la síntesis de micotoxinas. Investigación de ácidos nucleicos. vol. 50, 23 de septiembre de 2022, pág. 9797. doi: 10.1093/nar/gkac744.

Sobre Débora Baltasar

Deborah Balthazar es la pasante de redacción científica de otoño de 2022 en Science News . Tiene una licenciatura en biología con menciones en inglés y química de la Universidad de Caldwell y actualmente está cursando una maestría en periodismo científico de la Universidad de Nueva York.

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