Hace ya varios años propusimos que los niveles de las especies de oxígeno reactivas (EOR) regulan la diferenciación celular en los microorganismos eucariotos (5, 25). Esta hipótesis, ha recibido cosiderable apoyo en los últimos años y se ha extendido a eucariotos multicelulares (4, 5, 28). De acuerdo con esta propuesta, la eliminación de mecanismos prooxidantes y antioxidantes debe afectar la diferenciación celular de manera negativa y positiva, respectivamente. Los niveles celulares de EOR dependen del balance entre su producción (mecanismos prooxidantes como la respiración, la actividad de NADPH oxidasas (NOX), etc.) y su descomposición (respuesta antioxidante). Nuestros resultados sobre las NOX NoxA, NOX-1 y NOX-2 (5, 13, 41) indican que es necesario producir EOR para regular el crecimiento y la diferenciación en los hongos y que la formación de EOR puede ser controlada. Sin embargo, aún se sabe poco sobre como se modula la producción de las EOR o sobre los mecanismos (transduccion de señales, efectores) mediante los cuales las EOR actuan como señales celulares._x000D_ _x000D_ Nuestro laboratorio ha avanzado notablemente en la caracterización de genes, identificadas por nuestro grupo, cuyos productos son esenciales en la producción (enzimas NOX (5, 13, 41)), la percepción (MAPK SakA (36, 41), regulador de la respuesta SskA, factor transcripcional SrrA (74), factor transcripcional NapA) y la descomposición (superóxido dismutasa SodA, catalasas A-C y catalasa peroxidasa CpeA (35, 37, 52, 53, 57)) de las EOR. En particular, hemos enfatizado el papel de estos componentes en la diferenciación celular. Este proyecto propone continuar y extender éste trabajo. Nuestra hipótesis general es que los hongos Aspergillus nidulans, Neurospora crassa y otros organismos eucariotos utilizan diversos mecanismos para producir EOR de manera controlada. Cuando las EOR rebasan cierto nivel local, éstas regulan la respuesta antioxidante y la diferenciación celular a través de la modulación de la actividad de cinasas, factores de transcripción (FT) específicos y otras proteínas. Los objetivos específicos de este proyecto son: 1, determinar el papel de NOX-1 y la tetraspanina PLS-1 en la fusión y diferenciación celular en N. crassa. 2, continuar con el establecimiento y análisis de nuevos métodos para determinar la producción de EOR in vivo, mediante la expresión de las proteínas roGFP, HyPER y NapA::GFP, las cuales muestran distintos patrones de sensibilidad redox. 3, definir los programas transcripcionales dependientes de los FT AtfA, NapA y SrrA, individualmente y en conjunto, durante la respuesta antioxidante y la diferenciación asexual y/o sexual. 4, Definir las interacciones físicas y funcionales entre SakA, AtfA, NapA, SrrA y entre estos y otras proteínas (cromatina, etc.). 5, profundizar en la caracterización de las vías MAPK SakA-AtfA, MpkC y la cinasa SrkA (AN4483) en la transducción de señales de estrés, la latencia, viabilidad y germinación de las esporas en A. nidulans. _x000D_

Esperamos que nuestros resultados contribuyan a establecer el papel de las especies reactivas del oxígeno (EOR) como señales de diferenciación celular y crecimiento, y a entender los mecanismos celulares que modulan la producción, la transducción y la acción de las EOR. Pretendemos profundizar en el mecanismo por el cual la MAPK SakA regula la transición entre la latencia y el crecimiento en los hongos, lo cual tiene implicaciones generales en la reproducción y la dispersión de estos organismos. Esperamos publicar al menos 2 artículos en revistas internacionales de prestigio (impacto 3.8 o mayor) y graduar al menos un nuevo alumno de Doctorado (Rafael Jaimes), dos de Maestría (Ariann Mendoza y Maria del Sol Hernandez) y dos de licenciatura. Presentaremos nuestros resultados en los mejores foros nacionales (Congreso Nacional de Bioquímica y de la rama de Biología Molecular y Celular de Hongos) e internacionales (Fungal Genetics Conference, Intennational Fungal Biology y Gordon Research Conferences). Sobre todo, esperamos que el conocimiento básico generado publicado y divulgado en los distintos foros, tenga impacto nacional e internacional (medido en citas y el reconocimiento de nuestros pares), en la comprensión de la biología de los hongos (y de otros eucariotos) y en su manipulación.