Mecanismos que regulan el desarrollo, la virulencia y el metabolismo secundario del moho azul, Penicillium expansum 

Penicillium expansum (Ascomycota) es un importante patógeno poscosecha de frutas de clima templado. Es responsable de importantes pérdidas económicas y representa una grave amenaza para la salud pública debido a la producción de patulina, una micotoxina con propiedades teratogénicas y cancerígenas.

Si bien se han caracterizado algunos aspectos de la patogenicidad de Penicillium expansum, los mecanismos moleculares que regulan su desarrollo, patogenicidad y metabolismo secundario siguen siendo en gran medida desconocidos.

La vía de señalización de la proteína G

La vía de señalización de la proteína G es un regulador clave del desarrollo y virulencia de los hongos. G forma parte de una familia de mensajeros fundamentales para la transducción de señales dentro de las células, que actúan convirtiendo los estímulos externos provocados por hormonas en respuestas internas. Se unen a los nucleótidos de guanosina (GDP/GTP) y controlan procesos como la secreción y el metabolismo celular mediante la asociación con receptores de la membrana plasmática (GPCR). 

Las proteínas RGS, "frenos" de la proteína G

Dentro de esta vía, las proteínas RGS (reguladoras de la señalización de la Proteína G) constituyen una familia que funcionan como "frenos" o interruptores de desactivación para la señalización de la proteína G heterotrimérica, acelerando la hidrólisis de GTP (guanosina tri fosfato) a GDP (guanosina di fosfato) lo que inactiva la proteína G y detiene rápidamente la respuesta celular tras la activación por receptores.

Actúan como proteínas activadoras de GTPasas para las subunidades Gα, controlando la duración e intensidad de diversos procesos fisiológicos, como la señalización hormonal siendo cruciales para el equilibrio celular.

Las subunidades G alfa y su papel activador

Las subunidades Gα (alfa) son las porciones activadoras de las proteínas G heterotriméricas (αβγ), que funcionan como "interruptores" moleculares en la transducción de señales celulares, intercambiando GDP por GTP y disociándose para activar o inhibir enzimas y canales iónicos, como las familias Gs, Gi/o, Gq/11 y G12/13, cada una con objetivos y funciones distintos, que van desde la activación de la adenil ciclasa hasta la regulación de la fosfolipasa C, interrumpiendo así la transducción de señales y modulando vías posteriores como la vía de señalización cAMP/PKA (AMP cíclico/a enzima quinasa A).

Es un mecanismo celular fundamental en el que el cAMP (Cyclic adenosine monophosphate, un mensajero secundario) se une a la PKA, activándola para fosforilar proteínas diana, regulando funciones como el crecimiento, el metabolismo, la memoria y la respuesta al estrés, y es crucial en procesos fisiológicos y patológicos.

La vía MAPK, una cascada de señalización celular

La vía MAPK (Proteína Quinasa Activada por Mitógeno) es una cascada extremamente importante de señalización celular que transmite señales del exterior al interior de la célula, regulando funciones esenciales como el crecimiento, la proliferación, la diferenciación, la respuesta al estrés y la muerte celular (apoptosis).

Funciona como una serie de "interruptores" de quinasas que se activan secuencialmente para modificar proteínas y genes, respondiendo a estímulos como hormonas y estresores ambientales. Su desregulación se relaciona con enfermedades también en humanos. 

Papel de las proteínas RGS

Se ha demostrado que las proteínas RGS influyen en los procesos de desarrollo, las respuestas al estrés, el metabolismo secundario y la patogenicidad en diversas especies de hongos.

Por ejemplo, la eliminación de los genes Rgs2 y Rgs3 en Neurospora crassa tiene efectos opuestos sobre el desarrollo micelial, mientras que la pérdida de la proteína Rac1 (es una pequeña GTPasa de la familia Rho) es fundamental para la señalización celular actuando como un interruptor molecular que controla la formación del citoesqueleto, la motilidad celular, el crecimiento celular, la diferenciación y el tráfico de sustancias entre membrana, coordinando funciones como la captación de glucosa. Esta proteína está regulada por la activación/inactivación de GTP/GDP, y modificaciones postraduccionales. En Aspergillus fumigatus perjudica el desarrollo de colonias y la formación de conidios. 

En Alternaria alternata, la eliminación de AaRgs2 AARS2 (alanil-ARNt sintetasa 2, gen que codifica una enzima mitocondrial crucial para la síntesis de proteínas) reduce la producción de melanina y la virulencia, mientras que la eliminación de RgsB en Fusarium verticillioides disminuye la producción de conidios y el nivel de fumonisina B1 (una micotoxina tóxica producida por hongos del género Fusarium, común en granos como el maíz, que causa graves daños en humanos y en otros animales, inhibiendo la biosíntesis de esfingolípidos).

Potencial base para el desarrollo de estrategias moleculares de control

Los hallazgos anteriores resaltan las importantes funciones reguladoras de las proteínas RGS en la biología fúngica.

Sin embargo, las funciones específicas de las proteínas codificadas por los genes PeRgsA y PeRgsB en P. expansum, particularmente en lo que respecta al crecimiento, la biosíntesis de patulina, la pigmentación de las esporas y la virulencia, aún no se han caracterizado.

Previamente, fueron analizados los patrones de expresión de genes pertenecientes a la familia de proteínas RGS en P. expansum y se observó que exhiben niveles de transcripción particularmente altos durante el crecimiento y desarrollo fúngico y modulan múltiples procesos fisiológicos.

En conjunto, estos hallazgos aportan nuevos conocimientos que pueden contribuir al desarrollo de estrategias moleculares para el control del moho azul poscosecha, y sobre las redes de señalización que rigen la biosíntesis y la patogenicidad de la patulina en P. expansum. 

Fuentes

Zhang, F.; Zhang, X.; Wang, X.; Xu, X.; Gong, D.; Prusky, D.; Zong, Y.; Bi, Y. (2026).
PeRgsA and PeRgsB orchestrate growth, secondary metabolism, and virulence in Penicillium expansum through cAMP/PKA and MAPK pathways
Postharvest Biology and Technology, 233: 114021.

Imagen
https://www.researchgate.net/figure/Figura-1-Podredumbre-azul-causada-por-Penicillium-expansum_fig3_303702759  Acceso el 17/12/2025.