En bosques y campos de todo el mundo, algunos hongos se extienden silenciosamente por la tierra y viven durante siglos, mientras sus células se dividen y reparan el daño causado normalmente por las mutaciones.
Una nueva investigación realizada en los Países Bajos sugiere que algunas especies de hongos formadores de setas utilizan un punto de control genético que bloquea las mutaciones perjudiciales.
En algunos hongos forestales, el análisis de ADN revela que un individuo subterráneo único, originado a partir de una sola espora, puede extenderse por cientos de acres y vivir aproximadamente 2.500 años.
Hongos que viven sin mutaciones
Estos hongos comienzan su ciclo de vida como un micelio, una red subterránea ramificada de filamentos que absorbe nutrientes. Cada filamento, llamado hifa, transporta una mezcla fluida de citoplasma y pequeños núcleos, en lugar de células selladas y ordenadas.
El trabajo fue liderado por Duur Aanen, un biólogo evolutivo de la Universidad y Centro de Investigación de Wageningen (WUR) en los Países Bajos. Su investigación se centra en cómo se desarrollan la cooperación y el conflicto genético dentro de las redes fúngicas a lo largo de períodos de vida muy prolongados.
En muchas especies formadoras de setas, cada célula del cuerpo principal contiene dos núcleos separados, un estado llamado dikarion. Este estado permite que una célula fúngica albergue dos genomas haploides distintos y que ambas líneas nucleares compartan el mismo citoplasma mientras se dividen.
Esta disposición crea margen para problemas. Si una mutación afecta a uno de los núcleos y le ayuda a alcanzar las estructuras formadoras de esporas, ese núcleo puede propagarse debilitando el micelio.
Las células fúngicas se convierten en tramposas
Mutaciones como estas se seleccionan dentro del micelio, pero reducen la aptitud de toda la red, actuando como compañeros de equipo egoístas. “Se puede pensar en ellos como una especie de ‘cánceres nucleares’”, explicó Aanen. Los investigadores observaron por primera vez a estas “tramposas” en mohos de crecimiento rápido, donde los núcleos mutados perdieron la capacidad de fusionarse con sus propios filamentos.
Estos núcleos defectuosos aún podían explotar los micelios cooperativos cercanos para obtener alimento y oportunidades para formar esporas. Este problema se hace eco del comportamiento de las células cancerosas en los animales. Una mutación somática, un cambio en el ADN que aparece en las células del cuerpo y no en las gametas, puede hacer que una línea celular crezca más rápido mientras daña al organismo.
En los mamíferos, el riesgo de cáncer se mantiene sorprendentemente similar, incluso cuando el tamaño del cuerpo y la esperanza de vida cambian mucho. Este patrón, conocido como la paradoja de Peto, plantea el enigma de por qué los animales grandes no son mucho más propensos al cáncer.
Los animales grandes parecen resolver este enigma añadiendo salvaguardias adicionales a sus tejidos. Los elefantes, por ejemplo, portan copias adicionales del gen supresor de tumores TP53 y sus células se autodestruyen después de sufrir daños, eliminando los tumores en una fase temprana.
Hongos y conexiones de sujeción
Aanen y sus colegas argumentan que los hongos longevos utilizan una táctica inusual. En un reciente artículo, describen una estructura llamada conexión de sujeción, una rama con forma de gancho que se forma en una hifa cuando se divide.
Durante cada división, un núcleo se desplaza hacia adelante hacia la nueva célula apical, mientras que el otro núcleo se desvía hacia la conexión. Luego, esa conexión crece hacia atrás y debe fusionarse con éxito con la célula justo detrás de la punta, restaurando el estado de dos núcleos. “Ambos núcleos están probando continuamente su capacidad para fusionarse”, dijo Aanen. Si un núcleo falla esta prueba de fusión dentro de la conexión, termina en un compartimento sin salida y su linaje desaparece de la parte delantera.
Con el paso de los años, esta selección repetida debería mantener raros los núcleos “tramposos”. El equipo argumenta que los hongos con conexiones de sujeción mantienen bajo su riesgo de vida útil de “parásitos” genéticos internos, incluso en redes enormes y antiguas.
Los mohos de vida corta abordan el mismo problema de otra manera. Crecen rápidamente, se fragmentan con frecuencia y liberan esporas asexuales frecuentes, que actúan como cuellos de botella repetidos que eliminan a muchos mutantes dañinos antes de que comience la siguiente generación.
Lecciones de los hongos y las mutaciones
La idea de que los hongos longevos mantienen un genoma interno estable coincide con la evidencia de hongos forestales enormes como Armillaria gallica. En un individuo de este tipo, detectaron muy pocos cambios nuevos en todo su genoma, lo que apunta a una tasa de mutación inusualmente baja.
Por el contrario, a otras especies formadoras de setas parece no importarles tanto el cambio genético. En la especie de descomposición de madera Schizophyllum commune, las mediciones en el laboratorio sugieren que las mutaciones se acumulan rápidamente a medida que se extiende el micelio.
La comparación de estas estrategias fúngicas con ejemplos animales muestra un patrón más amplio. La evolución sigue encontrando formas de permitir que muchas células cooperen durante décadas o siglos sin ser superadas por clones egoístas. Los detalles difieren entre elefantes, ballenas y setas, pero todos ellos dependen del control de calidad interno para mantenerse sanos a lo largo de su vida. En los hongos, las conexiones de sujeción pueden ser una versión antigua y sencilla de esta idea, guiando a las redes para que persistan mientras expulsan silenciosamente los posibles cánceres.
El estudio se publica en Microbiology and Molecular Biology Reviews.
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