Epigenética fantástica y cómo estudiarla en oomicetes

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1 Epigenética fantástica y cómo estudiarla en oomicetes 1 Resumen 2 Recientemente el término epigenética ha tomado gran importancia en el estudio de la 3 fitopatología. Diferentes estudios muestran cómo estas modificaciones epigenéticas afectan la 4 expresión de genes involucrados en la patogenicidad, el crecimiento, el envejecimiento y la evolución 5 del patógeno. En esta revisión se enfatizará el papel de la epigenética en los oomicetes patógenos de 6 plantas, así como se resaltarán metodologías para su estudio y se discutirán algunas perspectivas de 7 cómo la epigenética influencia el campo de la fitopatología con relación a las interacciones planta 8 patógeno, posibles fenómenos de resistencia a fungicidas y en la evolución adaptativa de los 9 oomicetes patógenos de plantas. Primero se discutirán algunos de los mecanismos epigenéticos 10 observados en oomicetes como lo son la metilación 6mA, modificaciones en las histonas junto con 11 sus respectivas metodologías para estudiarlas y el mecanismo de algunos ARNs no codificantes. 12 Segundo, se analizará cómo estas marcas epigenéticas pueden tener repercusiones en el campo de la 13 fitopatología teniendo en cuenta aspectos como la interacción planta patógeno por efectores, la 14 resistencia a fungicidas y algunos aspectos de perspectivas evolutivas. 15 Recently the term epigenetic has taken great importance in the field of plant pathology. 16 Different studies show how the epigenetic modifications affect the expression of genes involved in 17 the pathogenicity, growth, aging, and the evolution of the pathogen. In this review, the role of 18 epigenetics in plant pathogenic oomycetes will be emphasized, as well as methodologies for their 19 study, and some perspectives on how epigenetics influences the field of phytopathology concerning 20 plant pathogenic interactions and fungicides resistance. Furthermore, the adaptive evolution of plant 21 pathogenic oomycetes will be discussed. First, some of the epigenetic mechanisms observed in 22 oomycetes will be studied, such as 6mA methylation, modifications in histones along with their 23 respective methodologies to study them and the mechanism of some non-coding RNAs. Secondly, 24

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Epigenética fantástica y cómo estudiarla en oomicetes 1

Resumen 2

Recientemente el término epigenética ha tomado gran importancia en el estudio de la 3

fitopatología. Diferentes estudios muestran cómo estas modificaciones epigenéticas afectan la 4

expresión de genes involucrados en la patogenicidad, el crecimiento, el envejecimiento y la evolución 5

del patógeno. En esta revisión se enfatizará el papel de la epigenética en los oomicetes patógenos de 6

plantas, así como se resaltarán metodologías para su estudio y se discutirán algunas perspectivas de 7

cómo la epigenética influencia el campo de la fitopatología con relación a las interacciones planta 8

patógeno, posibles fenómenos de resistencia a fungicidas y en la evolución adaptativa de los 9

oomicetes patógenos de plantas. Primero se discutirán algunos de los mecanismos epigenéticos 10

observados en oomicetes como lo son la metilación 6mA, modificaciones en las histonas junto con 11

sus respectivas metodologías para estudiarlas y el mecanismo de algunos ARNs no codificantes. 12

Segundo, se analizará cómo estas marcas epigenéticas pueden tener repercusiones en el campo de la 13

fitopatología teniendo en cuenta aspectos como la interacción planta patógeno por efectores, la 14

resistencia a fungicidas y algunos aspectos de perspectivas evolutivas. 15

Recently the term epigenetic has taken great importance in the field of plant pathology. 16

Different studies show how the epigenetic modifications affect the expression of genes involved in 17

the pathogenicity, growth, aging, and the evolution of the pathogen. In this review, the role of 18

epigenetics in plant pathogenic oomycetes will be emphasized, as well as methodologies for their 19

study, and some perspectives on how epigenetics influences the field of phytopathology concerning 20

plant pathogenic interactions and fungicides resistance. Furthermore, the adaptive evolution of plant 21

pathogenic oomycetes will be discussed. First, some of the epigenetic mechanisms observed in 22

oomycetes will be studied, such as 6mA methylation, modifications in histones along with their 23

respective methodologies to study them and the mechanism of some non-coding RNAs. Secondly, 24

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we will analyze the consequences of these epigenetic marks in the field of phytopathology, 25

considering aspects such as the interaction between pathogens and effectors, resistance to fungicides 26

and evolutionary perspectives. 27

Palabras clave: Epigenética, metilación del ADN, modificación de histonas, oomicetes, oomicetes 28

patógenos de plantas. 29

Introducción 30

El término epigenética ha tomado cada vez más importancia en el estudio del ADN. Incluso nos ha 31

llevado a revaluar la historia evolutiva (Flatscher, Frajman, Schönswetter, & Paun, 2012; Nowacki 32

& Landweber, 2009; Skinner, 2015), las causas de enfermedades, los avances en la medicina y las 33

bases de la genética (Gluckman, Hanson, Buklijas, Low, & Beedle, 2009; Hübel, Marzi, Breen, & 34

Bulik, 2019; Urdinguio, Sanchez-Mut, & Esteller, 2009). Por definición, la epigenética reúne las 35

modificaciones que actúan activando o inactivando genes sin cambiar el material genético heredado 36

inicialmente (Carey, 2013). De acuerdo con Hübel y colaboradores, una gran cantidad de factores 37

referentes a estos cambios genéticos se han visto involucrados en modificaciones genéticas que 38

pueden llegar a ser heredadas o con estabilidad a largo plazo respondiendo a cambios o interacciones 39

con el ambiente (Hübel et al., 2019). Actualmente, las modificaciones conocidas son, en primer lugar, 40

la metilación del ADN, presente tanto en procariotas como eucariotas (Sánchez-Romero & 41

Casadesús, 2020). En segundo lugar, las modificaciones en las histonas, como la acetilación, la 42

metilación, la fosforilación y la ubiquitinación, que actúan únicamente en organismos eucariotas y en 43

tercer lugar, otros factores como, la participación de algunos ARN no codificantes (ARNnc) y los 44

ARN de interferencia (ARNi) (Dubey & Jeon, 2017). 45

46

Los estudios de epigenética en microorganismos han tenido un crecimiento desde 47

aproximadamente el 2003 (Dubey & Jeon, 2017). Lo que quiere decir que, a pesar de que se ha 48

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estudiado, aún son muchas las modificaciones epigenéticas que no conocemos de este tema. Sin 49

embargo, hay algunas de éstas que identificamos tanto de procariotas como eucariotas. En el caso de 50

los procariotas, sólo se evidencia la metilación. En términos generales, la metilación es adicionar un 51

grupo metilo al ADN mediante enzimas llamadas metiltransferasas del ADN (DNMT). La metilación 52

causa una disminución en la transcripción de los genes o su desactivación. En el caso de las bacterias, 53

este grupo metilo se adiciona a las bases adenina y citosina, llamadas específicamente metilcitosina-54

C4 (4mC) que es única para bacterias y arqueas, metilcitosina-C5 (5mC) y metiladenina-N6 (6mA), 55

que también se encuentra en eucariotas (Sánchez-Romero & Casadesús, 2020). El estudio de la 56

metilación en bacterias y sus interacciones con otros organismos, nos ha llevado a pensar en la 57

posibilidad de que las DNMT de un patógeno actúen directamente metilando el genoma del hospedero 58

eucariota (Gonzalez, Perucho, Fofanov, & Strongin, 2015), lo que indica que, esta modificación está 59

relacionada con la evolución y la coevolución de los organismos. 60

61

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Imagen 1. Bases citosina y adenina con la adición del grupo metilo que se encuentran en procariotas 62

(4mC, 5mC y 6m6) y eucariotas (5mC y 6mC). 63

En los microorganismos eucariotas como los hongos y protistas (organismos generalmente 64

parásitos como oomicetes, protozoos y algunas algas) se encuentran la mayoría de las modificaciones 65

epigenéticas conocidas. Las levaduras Saccharomyces cervisiae, Schizosaccharomyce pombe y el 66

hongo filamentoso Neurospora crassa, han sido modelos de estudios epigenéticos. En el caso de S. 67

cervisiae, no se encuentra la metilación de las histonas, pero sí la acetilación de estas (adición de un 68

grupo acetilo a las histonas). Estas últimas modificaciones producen el silenciamiento de genes 69

involucrados en el cambio de tipo de apareamiento y en el envejecimiento (Grunstein & Gasser, 70

2013). Para S. pombe se ha estudiado la metilación de las histona para fenómenos de silenciamiento, 71

donde un marcador conservado en la heterocromatina se hereda mediante varias divisiones meióticas 72

y mitóticas permitiendo afirmar que, en este caso, las histonas son portadoras de información 73

epigenética (Ragunathan, Jih, & Moazed, 2015). En cuanto a N. crassa se ha reportado un sistema 74

de silenciamiento tipo quelling (silenciamiento génico postranscripcional) asociado con el ARNi 75

(Fulci & Macino, 2007). 76

Los oomicetes son un grupo filogenéticamente relacionado con diatomeas y stramenopila, 77

en este grupo se encuentran gran número de patógenos de plantas y animales (Jiang & Tyler, 2012; 78

Kamoun et al., 2015; Matari & Blair, 2014). Muchos de estos son reconocidos por su importancia en 79

la fitopatología, por ejemplo, los géneros Phytophthora, Hyaloperonospora, Plasmopara, Pythium, 80

Albugo, entre otros. La epigenética en relación con los oomicetes ha sido poco estudiada y se han 81

centrado en oomicetes patógenos de plantas comos se muestra en la figura 1. En esta, las 82

publicaciones fueron tomadas de PubMed utilizando epigenetics y oomycete como términos, se 83

encontraron en total 19 publicaciones del 2010 al 2020 (Fig. 1 barras naranja). En una segunda 84

búsqueda se utilizaron los términos epigentics, oomycete y plant pathogens (Fig. 1, barras rosadas) y 85

se encontraron 12 publicaciones. Algunas de las investigaciones se han centrado en fitopatógenos 86

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como Phytophthora sojae, ya que este microorganismo evade la resistencia de su hospedero mediante 87

cambios en las marcas epigenéticas de la cromatina, haciendo un posible mecanismo de plasticidad 88

adaptativa en el patógeno (Wang et al., 2020). Además, se conoce que P. sojae y P. infestans tienen 89

metilación en 6mA, y se relaciona con la evolución adaptativa de estos patógenos (Chen et al., 2018). 90

91

92

Figura 1. Numero de publicaciones para epigenética, oomicetes y oomicetes patógenos de plantas. Se 93

adaptó la metodología utilizada por (Dubey & Jeon, 2017). 94

95

En esta revisión, el objetivo es entender el papel de la epigenética en los oomicetes patógenos 96

de plantas, así como resaltar metodologías para su estudio y perspectivas de su importancia en el 97

campo de la fitopatología. En primer lugar, se discutirán algunos de los mecanismos epigenéticos 98

observados en oomicetes como lo son la metilación 6mA y modificaciones en las histonas. 99

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Posteriormente, se incluirán las metodologías más recientes para estudiar marcas epigenéticas tales 100

como, ChIP-Seq y ChIP-qPCR para estudios de la cromatina, MeDIP-Seq y técnicas de secuenciación 101

de última generación como secuenciación en tiempo real de una sola molécula (SMRT) para estudios 102

de la metilación del ADN. Finalmente, se analizará cómo estas marcas epigenéticas pueden tener 103

repercusiones en las interacciones planta patógeno, en posibles fenómenos de resistencia a fungicidas 104

y en la evolución adaptativa de los oomicetes patógenos de plantas. 105

Mecanismos de modificaciones epigenéticas en oomicetes y otros patógenos de plantas 106

La mayoría de las modificaciones epigenéticas en oomicetes se han encontrado únicamente 107

en el género Phytophthora (Tabla 1). Sin embargo, para los géneros Hyaloperonospora, Pythium y 108

Albugo, hasta el momento, sólo se conoce la acción de las acetiltransferasas y desacetilasas de 109

histonas (X. W. Wang, Guo, Han, & Shan, 2016). Aparte de esta modificación epigenética, no se ha 110

reportado otra pero se conoce cómo la planta altera su respuesta inmune al patógeno (López Sánchez, 111

Stassen, Furci, Smith, & Ton, 2016) y cómo algunos procesos epigenéticos podrían estar regulando 112

la respuesta a fungicidas y activación de efectores para genes de resistencia de la planta (Tabla 1). 113

Generalidades de Phytophthora 114

El género Phytophthora es el género de oomicetes más importante en la fitopatología por las 115

grandes pérdidas en cultivos a nivel mundial (Kamoun et al., 2015; Wang & Jiao, 2019). Este género 116

afecta a gran número de plantas de importancia en la industria de la agronomía, como son la papa y 117

el tomate (P. infestans), el roble y otros árboles (P. ramorum), la soya (P. sojae), pimentones y otros 118

cultivos de importancia comercial (P. capsici) (Agrios, 2005). Entre los mecanismos epigenéticos 119

conocidos hasta el momento, se encuentran la metilación del 6mA, la remodelación de la cromatina 120

y posibles efectos de los ARNnc. 121

Metilación 6mA en Phytophthora 122

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La metilación 6mA (imagen 1) descubierta por Chen y colaboradores es el único reporte de 123

metilación en el reino de los Stramenopila. La metilación del 6mA en P. infestans y P. sojae (Tabla 124

1) está relacionada con niveles de expresión génica teniendo una correlación negativa, es decir, en la 125

evaluación de los niveles de expresión génica de genes metilados y no metilados, se encontró que los 126

genes metilados tienen una expresión significativamente menor en comparación con los genes no 127

metilados. Además, evidenciaron que el 6mA también está involucrado en la regulación y plasticidad 128

del genoma (Chen et al., 2018). Aunque este es el único reporte de metilación en oomicetes, se 129

conocen casos en los que esta modificación no actúa en el patógeno sino en la planta y contribuye a 130

la interacción planta patógeno como es el caso de Hyaloperonospora arabidopsidis (Tabla 2). 131

Organismo Enfermedad Modificaciones

epigenéticas Efecto Referencia

P. infestans Tizón tardío de la papa y el tomate

6mA (Metilación) Asociado a la evolución adaptativa

(Chen et al., 2018)

Inhibidor de la histona desacetilasa

Reversión del estado silenciado (inf1) (Silenciamiento genético internuclear).

(van West et al., 2008)

P. ramorum

Muerte súbita del roble o la enfermedad de Ramorum

Interrupción del silenciamiento de elementos transposables

Posible control de diferenciación fenotípica.

(Zhu, Shan, Ayliffe, & Wang, 2016)

P. sojae Pudrición del tallo y la raíz

6mA Asociado a la evolución adaptativa.

(Chen et al., 2018)

Metilación de histona.

Silenciamiento de gen efector.

(Wang et al., 2020)

P. capsici Tizón o pudrición del tallo y fruta

Relocalización de la cromatina (mediada por PcCRN83_152)

Posibles funciones de virulencia

(Amaro, Thilliez, Mcleod, & Huitema, 2018)

132

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Tabla 1. Principales modificaciones epigenéticas encontradas en el género Phytophthora. 133

Cómo estudiar metilación 134

La principal metodología para estudiar la metilación del ADN es la Secuenciación de la 135

Inmunoprecipitación del ADN metilado (MeDIP-Seq por sus siglas en inglés). Esta metodología 136

consiste en fragmentar el ADN y precipitarlo junto con los anticuerpos específicos para 5mC, 6mA, 137

o 4mC seguido de una purificación y secuenciación por Illumina (Taiwo et al., 2012). Asimismo, el 138

MeDIP-Seq de genes metilados puede compararse con los datos de secuenciación de ARN (RNA-139

Seq por sus siglas en inglés) de expresión génica para estudiar relaciones entre los genes poco o 140

altamente expresados con la asociación de los niveles de metilación. Otra opción para estudiar la 141

metilación es la secuenciación mediante Pacific Biosciences (PacBio) ya que, por la cinética de 142

secuenciación permite detectar las modificaciones 6mA y 4mC (Rhoads & Au, 2015). 143

Epigenética en hongos fitopatógenos y (posible) función. 144

Para tener una visión de cómo la epigenética podría jugar un papel importante en los 145

oomicetos, se retomarán algunas de las modificaciones que les ocurre a los hongos fitopatógenos para 146

ejemplificar cómo podría ocurrir en oomicetes fitopatógenos. Los hongos fitopatógenos también 147

tienen patrones de metilación y a diferencia de los oomicetes se han estudiado con mayor profundidad. 148

Sin embargo, la metilación en hongos es muy baja y casi indetectable (Bird, 2002). Para los hongos 149

fitopatógenos se sabe que comparten cuatro tipos de DNMT: DIM-2, DNMT1, DNMT5 y RID. Estas 150

enzimas actúan en elementos transponibles (ETs), regiones promotoras de genes, secuencias 151

repetitivas de genes y regiones transcriptas de genes (Bewick et al., 2019; He, Zhang, Li, & Tian, 152

2020). Asimismo, se conoce que para los hongos filamentosos, la metilación está asociada con el 153

silenciamiento de ETs y expresión génica (He et al., 2020). En el hongo filamentoso Pyricularia 154

oryzae (Magnoporthe oryzae) causante de la enfermedad del añublo del arroz se ha estudiado la 155

metilación 6mA. Para este hongo la metilación no se da en el ADN genómico como en Phytophthora, 156

sino ocurre en el ARN y se conoce que esta metilación es necesaria para la producción de conidios y 157

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la virulencia del patógeno (Shi et al., 2019). Además, se ha evidenciado que la metilación del ADN 158

inhibe la elongación de la transcripción para este hongo (He et al., 2020; Zemach, McDaniel, Silva, 159

& Zilberman, 2010). 160

Para las modificaciones de histonas en hongos fitopatógenos se conoce la acción de la 161

H3K27me3 en la respuesta al estrés genotóxico en Neurospora crassa (Basenko et al., 2015). 162

Además, se ha estudiado la metilación de histonas en los hongos Epichloë festucae, Fusarium 163

graminearum y Fusarium fugikuroi, donde se relaciona con la regulación de genes de metabolitos 164

secundarios (Fouché, Mence Plissonneau, & Croll, 2018). Esta metilación también se ha evidenciado en 165

el hongo fitopatógeno Magnaporthe oryzae, y resulta en la activación y represión de genes, por ejemplo, 166

en genes relacionados con la infección del patógeno (Dubey & Jeon, 2017; Pham et al., 2015). Así como 167

en oomicetes, en hongos fitopatógenos también han encontrado la acetilación y desacetilación de histonas 168

lo cual relacionado con el impacto en la patogenicidad (Fuks, Burgers, Brehm, Hughes-Davies, & 169

Kouzarides, 2000). 170

Existen diferentes ARN que están relacionados con modificaciones epigenéticas, uno de los 171

más importantes en el campo de la fitopatología es el ARNi que se asocia con el silenciamiento 172

génico, como sucede en el caso de la levadura Schizosaccharomyce pombe y el hongo filamentoso 173

Neurospora crassa (Fulci & Macino, 2007; Ragunathan et al., 2015). En el caso de hongos 174

fitopatógenos se ha estudiado en M. oryzae para el cual, los sRNA marcan genes relacionados con la 175

virulencia (Raman et al., 2013). Además, se conoce tres diferentes mecanismos de silenciamiento 176

dependientes de iRNA, estos son: formación de la heterocromatina, quelling y silenciamiento 177

meiótico (Dubey & Jeon, 2017). 178

179

Epigenética en oomicetes y (posible) función 180

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10

En cuanto a la remodelación de la cromatina, que son todos los rearreglos de los nucleosomas, 181

como lo son la modificación las histonas (Clapier & Cairns, 2009), se conoce diferentes casos (Tabla 182

2). P. sojae evade la resistencia del hospedero mediante polimorfismos transcriptacionales en un gen 183

efector, esto sucede mediante la metilación de la histona H3 Lys27 tri-metilada (H3K27me3), lo cual 184

resulta en un mecanismo del patógeno para generar plasticidad adaptativa (Wang et al., 2020). Otro 185

mecanismo epigenético se ha visto en P. infestans, cuando al inhibirse la histona desacetilasa se 186

revierte el silenciamiento de un gen (van West et al., 2008). Este mecanismo de las histonas 187

acetiltransferasas y desacetilasas se evidencia en los oomicetes del género Pythium, Phytophthora, 188

Hyaloperonospora y Albugo (Wang et al., 2016). Sin embargo, su función sigue sin explorarse. 189

El estudio de la remodelación de la cromatina se hace mediante la secuenciación de la 190

Inmunoprecipitación de la Cromatina (ChIP-Seq por sus siglas en inglés), esta metodología tiene el 191

mismo fundamento de MeDIP-Seq, diferenciandise en que, los anticuerpo que precipitan los grupos 192

metilo, ahora precipitan la modificación en la cromatina (Pavase, 2016). Además de esta, también se 193

puede estudiar algunas interacciones en la cromatina con las técnicas 3Cc basadas en la captura de 194

conformación cromosómica para complementar información del genoma o estudiar interacciones de 195

cromatina con modificaciones epigenéticas (Dekker, Marti-Renom, & Mirny, 2013). 196

En oomycetes, el ARNi está guiado por ARN pequeños (sRNA) y se ha estudiado en el 197

oomicete fitopatógeno Phytophthora. En el caso de este género, se ha visto que, para P. infestans la 198

expresión de algunos efectores está controlada por sRNA reguladores (Wang et al. 2015). Para P. 199

sojae se ha visto que estos sRNA están relacionados con el silenciamiento de efectores (Qutob, Patrick 200

Chapman, & Gijzen, 2013). 201

202

203

204

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205

206

Organismo Enfermedad Modificaciones

epigenéticas Efecto Referencia

H. arabidopsidis

Moho suave

No en el oomicete, pero sí en la planta: desmetilación del ADN

Altera la respuesta inmune de Arabidopsis: mutantes hipometilados mostró una mayor resistencia al patógeno. Mutantes hipermetilados eran más susceptibles a este patógeno

(López Sánchez,

Stassen, Furci, Smith, & Ton,

2016)

P. vitícola Moho suave ¿? Resistencia a

fungicidas

(Colcol & Baudoin, 2016; Furuya et al.,

2010)

P. ultium Damping off o pudrición de la raíz

histonas acetiltransferasas

y desacetilasas ¿?

(Wang et al., 2016)

A. Candida Óxido blanco

207

Tabla 2. Posibles modificaciones epigenéticas en los géneros Hyaloperonospora, Plasmopora, 208

Pythium y Albugo. 209

Aspectos inexplorados de la epigenética en la fitopatología 210

Los oomicetes guardan secretos en relación con la activación o inactivación de genes efectores en la 211

interacción planta patógeno, su respuesta a fungicidas (haciéndolos resistentes), así como en términos 212

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12

de evolución y su diversificación. Estos aspectos, desde el punto de vista de la epigenética son 213

desconocidos o no están completamente explorados. Sin embargo, teniendo en cuenta la información 214

previa de las modificaciones epigenéticas en oomicetes y hongos fitopatógenos, podemos estudiar 215

cómo la epigenética está influenciando la respuesta planta patógeno mediante los efectores, la 216

respuesta a fungicida y su evolución. 217

Posibles modificaciones epigenéticas en efectores 218

Para comenzar, los efectores son proteínas de virulencia que suprimen la respuesta inmune del 219

hospedero y promueven la infección. La planta por su parte reacciona activando el reconocimiento 220

de efectores mediante receptores del citosol tipo-NOD (NLRs por sus siglas en inglés), esta respuesta 221

produce la inmunidad activada por efector (ETI) (Khan, Seto, Subramaniam, & Desveaux, 2018). 222

Esta interacción planta patógeno ha sido ampliamente estudiada y en el campo de la epigenética se 223

conoce cómo algunos de estas modificaciones producen el silenciamiento o activación de efectores. 224

Aquí podría estar la respuesta de cómo los patógenos y sus efectores se adaptan a los hospederos 225

resistentes. 226

Gijzen et al. (2014) reflexionan sobre cómo la epigenética controla la expresión de los factores de 227

avirulencia (Avr) aumentando y persistiendo en el tiempo. Estos Avr expresan proteínas de virulencia, 228

que son reconocidos por el hospedero y activan la respuesta inmune del huésped. Esta respuesta de 229

reconocimiento se podría explicar desde el punto de vista de adaptación. Se ha encontrado que, 230

algunos eventos ambientales, reproductivos, de hibridación o estocásticos activan modificaciones 231

epigenéticas como la activación de ETs que conllevan a generar plasticidad en el genoma y la 232

activación de nuevos efectores que resultan en la evasión de la inmunidad del hospedero (Bozkurt, 233

Schornack, Banfield, & Kamoun, 2012; Gijzen, Ishmael, & Shrestha, 2014). Asimismo, Qutob et al. 234

(2013) estudiaron el silenciamiento de factores de avirulencia mediado por sRNA, y aunque se 235

esperara que fuera ventajoso para la respuesta de la planta, se encontró que, mediante este mecanismo 236

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el patógeno evade la respuesta inmune de la planta de las proteínas R, lo cual contribuye a la hipótesis 237

de que la epigenética está involucrada en el control de efectores como mecanismo de adaptación. 238

Fenómenos de resistencia 239

Los fungicidas son utilizados en el campo de la agricultura para eliminar patógenos (Lucas, Hawkins, 240

& Fraaije, 2015). Entre los oomicetes existen algunos casos en los que se ha estudiado la resistencia 241

a fungicidas. Uno de estos es el caso de la resistencia al fungicida Qol en Plasmopara vitícola, este 242

fenómeno se reportó desde el año 2009 y en el 2010 se llevó a cabo el seguimiento de este fenómeno 243

(Furuya et al., 2010). Asimismo, para este oomicete también se ha reportado estudios de sensibilidad 244

a otros fungicidas (Colcol & Baudoin, 2016). Además, para P. infestans también se ha reportado este 245

fenómeno para el fungicida mefenoxam, sin embargo el mecanismo molecular continúa siendo 246

desconocido (Childers et al., 2015). 247

Recientemente se volvió a describir un fenómeno llamado resistencia adquirida (Childers et al., 2015; 248

González-Tobón et al., 2020). Aunque no se conoce cómo funcionan los mecanismos moleculares 249

que actúan en este fenómeno, especulamos que podría tratarse de mecanismos epigenéticos ya que, 250

es un fenómeno rápido (una generación) y que no necesariamente se adquiere con la exposición al 251

fungicida. Asimismo, en la levadura S. cerevisiae se mostró un mecanismo de resistencia a benomyl 252

mediante la metilación de la histona H3K4me y la metiltransferasa Set1 (Schibler et al., 2016). 253

Para el caso de Phytophthtora, los mecanismos epigenéticos que pueden estar ocurriendo en la 254

resistencia a fungicidas podrían estar relacionados con la metilación del ADN (Chen et al., 2018), la 255

remodelación de la cromatina o la regulación de los sRNA. Para estudiar estos mecanismos en un 256

fenómeno de resistencia a fungicidas, para el primer caso se debería hacer la comparación de la 257

metilación en las adeninas de una cepa con resistencia al fungicida y otra sin la resistencia. La 258

metodología para estudiar este caso sería mediante MeDIP-Seq (Iyer, Zhang, & Aravind, 2016; Taiwo 259

et al., 2012). En cuanto a la remodelación de la cromatina, se pueden utilizar la metodología de ChIP-260

Page 14: Epigenética fantástica y cómo estudiarla en oomicetes

14

Seq para estudiar las metilaciones de las histonas o cualquier otro factor que pueda estar regulando la 261

expresión de genes mediante factores que actúen en las histonas o en la cromatina (Pavase, 2016). 262

Por último, en cuanto a los sRNA y otros ARNnc se utilizan las técnicas de RNA-Seq (Wang, 263

Gerstein, & Snyder, 2009). 264

Conclusiones y perspectivas epigenéticas a futuro de evolución en oomicetes 265

La epigenética en el campo de la fitopatología ha sido poco explorado y con relación a los oomicetes 266

falta mucha información para tener un panorama más amplio de los mecanismos moleculares que 267

influencian estas enfermedades de plantas. Sin embargo, los estudios hechos a otros fitopatógenos 268

sugieren mecanismos que podrían suceder también en oomicetes, pero debido a la poca investigación 269

en este campo, no es posible afirmarlo. Además, se especula que la influencia de los mecanismos 270

epigenéticos en términos evolutivos influencia más de lo que pensamos la respuesta en la interacción 271

planta patógeno en la expresión o silenciamiento de efectores y los fenómenos de resistencia 272

adquirida. Asimismo, la exploración de diversas metodologías para estudiar el epigenoma de 273

organismo permitirá descubrir más eventos en los que las modificaciones epigenéticas juegan un 274

papel importante en el desarrollo de oomicetes, así como en la producción y efectividad de las 275

enfermedades a patógenos de plantas. 276

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