Micosporinas de levaduras: desde su evolución hasta su aplicación

LUCIA GUZMAN; DIEGO LIBKIND; MARTÍN MOLINÉ; LUCIA PAJAROLA; NICOLAS BELLORA; FERNANDO COLABELLA

Tucumán

Congreso; 3ra reunión Argentina de Fotobiólogos Moleculares; 2016

El término micosporinas hace referencia a una familia de moléculas de absorción UV que fueron identificados por primera vez en hongos filamentosos del phylum Ascomicetes, y que originalmente fueron asociados a procesos relacionados con la esporulación. En el año 2004, en el laboratorio MABBlev de Bariloche, se observó por primera vez que numerosas especies de levaduras del phylum Basidiomicetes aisladas de ambientes acuáticos eran capaces de producir una micosporina denominada micosporina-glutaminol-glucósido (MGG). Desde ese entonces hemos trabajado para determinar cuál es el rol biológico de la MGG, sus propiedades físico-químicas, los factores que afectan su producción, la distribución de las especies productoras en distintos ambientes naturales, los genes involucrados en su síntesis, la distribución del carácter en los distintos grupos taxonómicos, hemos determinado como ha sido su evolución, y hemos explorado el potencial biotecnológico, incluyendo la formulación de protectores solares. Los resultados nos permitieron demostrar que las micosporinas cumplen un rol fotoprotector contra la radiación ultravioleta-B, evitando el daño en el ADN. También pudimos demostrar que estas moléculas poseen actividad antioxidante mediante determinaciones in vitro (por TRPD, TEAC) y estudios in vivo (CAA, y supervivencia a distintas especies reactivas de oxígeno), la caracterización físico-química de la MGG reveló que es una molécula fotoestable. La distribución de los taxones productores de micosporinas en ambientes naturales permitió establecer que estos grupos se aíslan con mayor frecuencia en ambientes expuestos a la radiación UV o en ambientes donde hay estrés oxidativo (ej lagos de altura, filoplano) respecto a otros ambientes (ej. glaciarios, suelo). Mediante análisis bioinformáticos, desarrollo de cepas mutantes de deleción y estudios de expresión, fuimos capaces de identificar 3 genes relacionados con la síntesis de micosporinas (homólogos a genes bacterianos), y hemos identificado 2 genes candidatos que podrían estar involucrados en la síntesis y regulación de la producción de MGG. Los estudios bioinformáticos tendientes a dilucidad la evolución de la producción de micosporinas en hongos nos permitieron establecer que se trata de un carácter plesiomorfo, que se ha perdido en el subphylum Saccharomycotina, y parcialmente en taxones de los otros 5 subphylas de hongos. Estos análisis nos permitieron caracterizar la producción en grupos taxonómicos de levaduras y hongos que no habían sido explorados con anterioridad, y hemos hallado al menos 5 tipos de micosporinas nuevas. Finalmente hemos desarrollado métodos para producir y purificar micosporinas de cepas hiperproductoras, y hemos identificado distintos factores que afectan su síntesis. Pruebas en emulsiones sugieren que estas moléculas podrían ser utilizadas la formulación de protectores solares para uso humano, y estamos explorando el uso en otras aplicaciones relacionadas con la salud.