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FP7

ENDOSYM Resultado resumido

Project ID: 629887
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Reino Unido

Visualización de la simbiosis

Investigadores de un proyecto europeo desarrollaron nuevas técnicas de imagen para estudiar la simbiosis de plantas con hongos colonizadores. Sus actividades proporcionaron información novedosa sobre las estructuras y las moléculas relacionadas con el proceso de la simbiosis.
Visualización de la simbiosis
La simbiosis de micorrizas arbusculares (MA) constituye una relación hongo-planta que facilita el intercambio bidireccional de metabolitos como, por ejemplo, el fosfato inorgánico derivado de la fotosíntesis del hospedador. Los hongos micorrizógenos arbusculares forman dentro de las raíces de la mayoría de las plantas terrestres complejas estructuras alimenticias denominadas arbúsculos. Esto conduce a eventos de reprogramación que culminan con la síntesis de la membrana periarbuscular (PAM), una membrana derivada del hospedador que rodea al arbúsculo. Sin embargo, aún no se conocen en detalle los procesos y las dinámicas de la biogénesis de la PAM.

Los investigadores del proyecto financiado con fondos europeos ENDOSYM (3-D quantitative modelling of eukaryotic endosymbiosis: a pioneering innovative imaging approach) se propusieron desarrollar nuevas técnicas de bioimagen que permitirían obtener imágenes en cuatro dimensiones de las dinámicas de la membrana periarbuscular en células vivas de tejidos profundos y realizar análisis ultra estructurales de alta resolución.

Los investigadores desarrollaron un modelo de simbiosis de MA entre el arroz y el hongo Rhizophagus irregularis y emplearon la microscopía confocal multifotónica de alta resolución (MPCM) y la tomografía ultraestructural. Para facilitar la visualización de células vivas, se diseñaron raíces de arroz que expresan una forma fluorescente del transportador de fosfato PT11 de plantas colonizadas por micorrizas. Además, se emplearon marcadores fluorescentes de la membrana subcelular para la MPCM.

Los resultados señalaron por primera vez que el PT11 en la PAM de los arbúsculos en desarrollo se localizaba en distintos focos alrededor de las puntas de finas ramas arbusculares. La visualización temporal de PT11 reveló que este transportador afecta directamente a la ramificación arbuscular o que esta última determina la localización de PT11.

Con respecto a la estructura tridimensional de la PAM, los investigadores evaluaron diferentes métodos que permiten su estudio preservando la forma de la membrana. Empleando la congelación por alta presión, estos descubrieron nuevas extensiones tubulares de la membrana fúngica semejantes a nanopodios y validaron la compleja naturaleza de la PAM.

En conjunto, los investigadores demostraron que la simbiosis de MA constituye un sistema modelo idóneo para determinar los procesos moleculares responsables de la compleja reprogramación mediada por el invasor en organismos eucariotas. Las técnicas de imagen desarrolladas podrían ser empleadas para estudiar otros sistemas en aras de obtener información estructural y molecular fundamental.

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Palabras clave

Simbiosis, micorriza arbuscular, ENDOSYM, Rhizophagus irregularis, PT11
Número de registro: 191171 / Última actualización el: 2017-02-21