Los líquenes -simbiosis entre hongos y algas y/o cianobacterias - tienen una gran importancia ecológica y como modelo biológico. Estos organismos producen una amplia gama de metabolitos secundarios como el ácido úsnico, un compuesto de función biológica desconocida, pero con actividad antiviral, neuroprotectora o anticancerígena en estudios in-vitro. Un equipo de investigación internacional liderado por la Universidad Complutense de Madrid ha identificado el clúster de genes biosintéticos implicados en la producción de este compuesto. Este hallazgo permitirá a futuros estudios su aislamiento y producción masiva para el tratamiento de muchas enfermedades.

UCC-UCM, 11 de diciembre.- Un estudio internacional liderado por investigadores de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid ha identificado el conjunto de genes biosintéticos implicado en la producción de ácido úsnico en líquenes, un compuesto con actividad antiviral, antioxidante, neuroprotectora, antibacteriana y anticancerígena.

No todos los líquenes - organismos fruto de la simbiosis formada por un hongo y un alga verde o cianobacteria- producen este compuesto, y este estudio, publicado en Genome Biology and Evolution,  ha revelado por qué existe una perdida de genes biosintéticos  específicos en las especies no productoras.

“Conocer los genes implicados en la biosíntesis de estos compuestos es capital para futuros estudios donde se requiera su aislamiento y su producción masiva. De igual forma, el haber abordado este estudio desde una perspectiva genómica ha ayudado a identificar nuevos genes biosintéticos (PKS) de compuestos aún desconocidos que podrían tener interés farmacológico”, destaca David Pizarro, primer autor del estudio e investigador  del Departamento de Farmacología, Farmacognosia y Botánica de la UCM.

Para llevar a cabo este estudio, se realizó la secuenciación de genomas de 40 especies de líquenes productores y no productores de ácido úsnico.

“Los genomas fueron ensamblados, anotados y comparados mediante el uso de herramientas bioinformáticas y biología computacional. Además, se estudió la diversidad de compuestos liquénicos por cromatografía”, añade Pizarro.

Nueva familia de función desconocida

Otra de las conclusiones de este trabajo es la descripción de una nueva familia de genes biosintéticos (PKS), que podría ser específica de líquenes y con función desconocida.

“En la gran cantidad de clúster de genes biosintéticos de función desconocida que identificamos, algunos son homólogos a otros genes implicados en la biosíntesis de antibióticos y toxinas, abriéndose así un nueva vía para el estudio de nuevas moléculas en la industria farmacéutica”, señala Pradeep  Divakar, investigador del Departamento de Farmacología, Farmacognosia y Botánica

Los líquenes tienen una gran importancia ecológica,  se han usado ampliamente como bioindicadores de contaminación atmosférica y de otros factores por su alta sensibilidad a los cambios del ambiente. Son la base de la cadena trófica en ecosistemas especializados y por ejemplo son un recurso importante para las aves en la construcción de nidos dada a la actividad antibacteriana y antifúngicas de sus compuestos secundarios.

“Otra función relevante de los líquenes es la formación del suelo ya que, en muchos casos, los líquenes evitan la erosión del mismo y ayudan a mantener la humedad favoreciendo el establecimiento de las plantas vasculares”, concluye Pizarro.

Además de la UCM, en el estudio han participado el Field Museum de Historia Natural de Chicago y el Centro de Investigación de Biodiversidad y Clima Senckenberg de Frankfurt.

Referencia bibliográfica: David Pizarro, Pradeep K Divakar, Felix Grewe, Ana Crespo, Francesco Dal Grande, Helge Thorsten Lumbsch. “Genome-Wide Analysis of Biosynthetic Gene Cluster Reveals Correlated Gene Loss with Absence of Usnic Acid in Lichen-Forming Fungi”. Genome Biology and Evolution 2020. DOI: 10.1093/gbe/evaa189.