Hemos propuesto que los niveles de especies de oxígeno reactivas (EOR) regulan la diferenciación celular en los microorganismos eucariotos (5, 24). Esta hipótesis predice que la eliminación de mecanismos prooxidantes y antioxidantes debe tener efectos negativos y positivos en la diferenciación celular, 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). Entre otros (68), nuestros resultados sobre las NOX NoxA, NOX-1 y NOX-2 (5, 12, 38) 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, 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 pueden actuar como señales celulares._x000D_ _x000D_ En el proyecto anterior nuestro laboratorio avanzó notablemente en la caracterización de proteínas, identificadas previamente por nuestro grupo, las cuales son esenciales en la producción (enzimas NOX (5, 12, 38)), la percepción (MAPK SakA (35, 38), regulador de la respuesta SskA, factor transcripcional SrrA (68), factor transcripcional NapA) y la descomposición (superóxido dismutasa SodA, catalasas A-C y catalasa peroxidasa CpeA (34, 36, 46, 47, 51)) de las EOR. También caracterizamos el papel de estos componentes en la diferenciación celular. En este proyecto nos proponemos continuar y extender éste trabajo. Nuestra hipótesis general es que los hongos A. nidulans, N. crassa y otros organismos eucariotos utilizan diversos mecanismos para producir EOR de manera controlada. Cuando las EOR rebasan cierto nivel, éstas regulan la respuesta antioxidante y la diferenciación celular, a través de la modulación de la actividad de cinasas y factores de transcripción (FT) específicos. Los objetivos específicos de este proyecto son: 1, determinar el papel de BEM-1 (BemA) RAC-1 (RacA) en la regulación de la actividad de NOX-1 (NoxA), NOX-2 y evaluar la posible interacción del complejo NOX-1 o RAC-1 con la fosfatasa PPT-1, así como evaluar las funciones NOX que dependen de la producción de EOR en N. crassa. 2, establecer y analizar 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. Analizar la expresión de dichas proteínas durante el desarrollo asexual y sexual en A. nidulans y N. crassa. 3, caracterizar los programas transcripcionales dependientes de la MAPK SakA y los FT AtfA, NapA y FlbD durante la respuesta antioxidante y la diferenciación asexual y/o sexual, y caracterizar la función de la vía SakA-AtfA y la cinasa SrkA (AN4483) en la latencia, viabilidad y germinación de las esporas en A. nidulans. _x000D_

Nuestro grupo utiliza a los hongos filamentosos (Neurospora crassa y Aspergillus nidulans) como modelo para estudiar los mecanismos de transducción de señales de estrés medioambiental, particularmente de estrés oxidativo, y su papel en la diferenciación celular y la expresión genética. _x000D_ _x000D_ Hemos propuesto que los niveles de especies de oxígeno reactivas (EOR) regulan la diferenciación celular en los microorganismos eucariotos (Hansberg y Aguirre, 1990; Aguirre et al., 2005; Aguirre y Lambeth, 2010). Esta hipótesis se apartó de la visión que consideraba tóxicas a las especies reactivas del oxígeno (EOR), para también otorgarles el papel de señales celulares de diferenciación celular, visión que se fortaleció cuando nuestro grupo caracterizó la primera NADPH oxidasa en los hongos y demostró que estas enzimas, que producen EOR de manera regulada, son esenciales para la diferenciación sexual. Nuestra hipótesis predice que la eliminación de mecanismos prooxidantes y antioxidantes debería tener efectos negativos y positivos en la diferenciación celular, respectivamente. Aunque 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), aún se sabe poco sobre la regulación de estos procesos o sobre los mecanismos (transduccion de señales, efectores) mediante los cuales las EOR regulan el crecimiento y la diferenciación celular._x000D_ _x000D_ Nuestro laboratorio ha identificado y caracterizado varios componentes esenciales para la producción (enzimas NOX), la percepción (MAPK SakA, regulador de la respuesta SskA, factores transcripcionales AtfA, SrrA y NapA) y la descomposición (catalasas A-C, catalasa peroxidasa CpeA, superóxido dismutasa SodA) de las EOR. En este proyecto nos proponemos profundizar y extender éste trabajo. Nuestra hipótesis es que A. nidulans, N. crassa y otros organismos eucariotos utilizan diversos mecanismos para producir EOR de manera controlada. Cuando las EOR rebasan cierto nivel, éstas regulan la respuesta antioxidante y la diferenciación celular, a través de la modulación de la actividad de cinasas y factores de transcripción específicos. _x000D_ _x000D_ Esta investigación de frontera pretende continuar realizando contribuciones originales en el campo._x000D_