Onddo karniboroek beren harrapakinak “usaintzen” dituzte

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol

Ziur nago izenburuak atentzioa eman diela irakurleei. Alde batetik, “onddo karniboro” kontzeptuagatik, izaki horiei buruz dugun ideiaren kontrakoa delako. Eta, bestetik, usaintzeko gaitasuna eman diogulako nerbio sistemarik ez duen organismo bati. Jarraian azalduko dizuegu dena.

Onddoek eta animaliek ezaugarri garrantzitsu batzuk partekatzen ditugu. Zelulaniztunak eta heterotrofoak gara. Horrek esan nahi du antolatuta dauden zelula ugariz osatuta gaudela; eta zelula horiek energia eskuratzen dute materia organikoaren oxidaziotik. Horrek bereizten gaitu landareak bezalako izaki autotrofoengandik. Izaki autotrofoak argia bezalako energia iturri ez-organikoak erabiltzeko gai dira.

Onddoak eta animaliak, halaber, ezberdinak gara adierazitako bi esparruetan. Animalietan, zelulaniztasuna enbrioiaren garapenaren bidez lortzen da. Eta hori ez da onddoetan gertatzen. Onddoen kasuan, mizelioa esporetatik abiatuta hazten da, ehunik edo organorik osatu gabe. Bestetik, onddoen elikadura nagusiki pasiboa da: mizelioa hazi egiten da materia organikoaren iturri baten gainean. Animaliok (belakiak eta plakozooak izan ezik) nerbio sistema bat garatzen dugu eta, horri esker, elikagaia detektatu eta eskuratzeko portaera proaktiboa izan dezakegu.

Izaki bizidunen bilakatzeko gaitasunak eskema sinpleak hausten dituzten ohiz kanpoko berrikuntzak eragiten ditu. Onddoen talde batek, hain zuzen NTF (nematode trapping fungi) izen orokorraz ezagun direnak, ahulkeria baldintzetan eta nematodoak hurbil baldin badaude, gai dira zizareak harrapatzeko filamentu itsaskorrak arin batean garatzeko. Teknika horren bidez, zizarea hil egiten da eta onddoek beren elikagaia lortzen dute.

Portaera harrigarri hori erregulatzen duten mekanismoak Arthrobotrys oligospora NTFari buruzko ikerketa batzuetan azaltzen ari dira. Ikerketa horien burua Taiwango Yen-Ping Hsueh ikertzailea da. Onddo hori ezaguna zen jada nematodoak erakartzeko jaki gisa jarduten duten konposatu kimikoak ekoizteko duen gaitasunagatik, elikadura iturrien usaina edo sexu erakarpenerako feromonena simulatuta.

Duela gutxiago, Yen-Ping Hsuehnen taldeak erakutsi zuen Caenorhabditis elegans nematodoaren presentzian, onddoan gene kopuru handi bat aktibatzen zela. Erantzun horrek aldaketa morfologikoak eragiten zituen: hasteko eta nagusiki, tranpa filamentuen hazkuntza arina (2. irudia); bestetik, proteina itsaskorren ekoizpena, zizareak ihes egitea ekiditeko; eta, azkenik, entzimen jariaketa, zehazki metaloproteasak, C. elegans dohakabea digeritzen zutenak onddoak xurgatu ahal izateko. Prozesu osoa Hsueh doktorearen laborategiko bideo ikusgarri honetan¹ ikus daiteke.

Nola erregulatzen da maila molekularrean A. oligosporaren erantzun azkarra nematodoaren presentzian? Taiwango taldeak AMPc-PKA bidea identifikatu zuen prozesuaren aktibatzaile gisa. Adenosina-monofosfato ziklikoa (AMPc) “bigarren mezulari” bat da. Zelula batek kanpoko seinale bat jasotzen duenean errezeptore baten bidez, ohikoa da haren barnean hainbat erreakzio gertatzea bata bestearen atzetik, eta, horien eraginez, zelulak erantzun fisiologiko bat izatea; adibidez, gene zehatz batzuk adieraztea. Prozesu hori “seinaleen transdukzio” deitzen da, eta prozesuan bigarren mezulari askok parte hartzen dute; hau da, AMPc-a bezalako molekula txikiek edo kaltzioa (Ca²⁺) bezalako ioiek. Zehazki, AMPc-ak A kinasa (PKA) proteina aktibatzen du, eta horrek, aldi berean, erantzun zelularra erregulatzen duten beste proteina batzuk aktibatzen ditu.

Yen-Ping Hsuehk eta bere kolaboratzaileek frogatu zuten seinaleak egiteko bide hori inaktibatzean, onddoak ez zirela ohartzen beren harrapakin potentzialen hurbiltasunaz. Baina oraindik ere beste gai bat zegoen ebazteke: nola detekta dezake onddo batek C. elegansen presentzia nerbio sistemarik ez badu?

Nolabait, A. oligospora onddoak nematodoa “usaintzen” du. Argi dago onddoek ez dutela usaimen organorik, baina, harritzekoa bada ere, erabiltzen duten mekanismoa guk usaintzeko erabiltzen dugunaren oso antzekoa da.

Gure usaimena G proteinara akoplatutako errezeptoreetan (GPCR: G protein-coupled receptors) oinarritzen da. Proteina horien kateak zazpi aldiz zeharkatzen du mintz zelularra. Horien zati estrazelularrak seinale egokiak detektatzen dituenean (hormonak, peptidoak, molekula mota batzuk…), errezeptorearen konfigurazioa aldatu eta domeinu intrazelularrari lotutako G proteina disoziatzen du; eta horrek seinalearen transdukzioa eragiten du.

Errezeptore horiek benetan garrantzitsuak dira seinaleak detektatzeko. Hobeto ulertzeko: gizakiok prozesu sentsorial eta hormonei edo neurotransmisoreei erantzuna emateko prozesu ugaritan parte hartzen duten 800 GPCR baino gehiago dauzkagu. Hori dela eta, horiek dira, hain zuzen, erabiltzen ditugun farmakoen xedea.

Berriki argitaratutako artikulu batean, Yen-Ping Hsuehren taldeak A. oligosporak nematodoen presentzia detektatzeko erabiltzen dituen GPCRen bi familia identifikatu berri ditu. Familia horietako batek askarosidoak detektatzen ditu, nematodoek feromona gisa etengabe jariatzen dituzten glikolipido txikiak. Eta bigarren familiak nematodoek jariatzen dituzten beste molekula batzuk detektatzen ditu (horiek ez dituzte oraindik identifikatu). Bi kasuetan, G proteinak aktibatzean, AMPc-PKA bidea pizten da, eta horrek tranpak eraikitzeko programa martxan jartzen du.

Labur esanda, NTF onddoek ez dute nematodoa “usaintzen”, baina harrapakinak detektatzeko GPCRen erabileraren eta gure usaimenaren funtzionamenduaren arteko paralelismoa benetan deigarria da.

Oharra:

1 Lehen zatian. Bigarren zatian, beste onddo karniboro baten (Pleurotus ostreatus) estrategia ikus daiteke: nematodoa paralizatzen duen toxina lurrunkor bat askatzen du.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Chen, Sheng-An; Lin, Hung-Che; Hsueh, Yen-Ping (2022). The cAMP-PKA pathway regulates prey sensing and trap morphogenesis in the nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora. G3 Genes Genomes Genetics, 12, 10. DOI: 10.1093/g3journal/jkac217
• Hsueh, Yen-Ping; Gronquist, Matthew R.; Schwarz, Erich M.; Nath, Ravi David; Lee, Ching-Han; Gharib, Shalha; Schroeder, Frank C.; Sternberg, Paul W. (2017). Nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora mimics olfactory cues of sex and food to lure its nematode prey. eLife, 6. DOI: 10.7554/eLife.20023
• Kuo, Chih-Yen; Tay, Rebecca J.; Lin, Hung-Che; Juan, Sheng-Chian; Vidal-Diez de Ulzurrun, Guillermo; Chang, Yu-Chu; Hoki, Jason; Schroeder, Frank C.; Hsueh, Yen-Ping (2024). The nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora detects prey pheromones via G protein-coupled receptors. Nature Microbiology, 9, 1738-1751. DOI: 10.1038/s41564-024-01679-w
• Lin, Hung-Che; Vidal-Diez de Ulzurrun, Guillermo; Chen, Sheng-An; Yang, Ching-Ting; Tay, Rebecca J.; Iizuka, Tomoyo; Huang, Tsung-Yu; Kuo, Chih-Yen; Gonçalves, A. Pedro; Lin, Siou-Ying; Chang, Yu-Chu; Stajich, Jason E.; Schwarz, Erich M.; Hsueh, Yen-Ping (2023). Key processes required for the different stages of fungal carnivory by a nematode-trapping fungus. PLoS Biol, 21. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002400

Egileaz:

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol Animalien Biologiako Katedraduna (erretiratua) da Malagako Unibertsitatean.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko ekainaren 17an: Los hongos carnívoros “olfatean” a sus presas.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.