Ácido palmitoléico como molécula coordenadora entre o nemátodo invasor do pinheiro e os seus fungos recentemente associados

The ISME Journal (2023)Cite este artigo

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Microrganismos simbióticos são onipresentes na superfície corporal ou nos tecidos internos dos invertebrados, proporcionando-lhes benefícios. O desenvolvimento de relações simbióticas requer sincronização dos estágios de desenvolvimento e proximidade física dos parceiros. Portanto, a identificação de metabólitos que coordenam a reprodução de parceiros simbióticos é essencial. Este estudo demonstra que o ácido palmitoleico (C16: 1) coordena a propagação bilateral, regulando a sincronização da reprodução entre o nemátodo invasor do pinheiro (NMP) e o seu fungo de mancha azul recentemente associado, Sporothrix sp.1. Quando o NMP se alimentou de Sporothrix sp.1, houve um aumento significativo na expressão gênica do metabolismo lipídico e na abundância de metabólitos. Através de investigações adicionais, destacou-se uma melhoria significativa na reprodução do NMP através da aquisição direta de C16:1, que estava abundantemente presente em Sporothrix sp.1. Além disso, o NMP biossintetizou C16: 1 através do envolvimento do gene estearoil-CoA 9-dessaturase gordura-5 e do seu receptor nuclear hormonal nhr-80, que foi esclarecido para promover a capacidade de postura das fêmeas. Além disso, vale a pena notar que a produção de C16:1 foi significativamente maior pelo fungo Sporothrix sp.1 associado para aumentar a esporulação durante a fase de formação de esporos em comparação com a fase de crescimento das hifas. Assim, ao coordenar a fecundidade e a produção de esporos, o principal metabolito lipídico C16:1 facilita a colonização rápida e bem-sucedida de uma relação simbiótica mutuamente benéfica entre o NMP invasor e o Sporothrix sp.1 nativo no hospedeiro. Esta descoberta enfatiza o papel significativo do compartilhamento de metabólitos e sua função na promoção da sincronização de parceiros dentro de relações simbióticas.

Os micróbios simbióticos são amplamente distribuídos, encontrados não apenas na superfície do corpo, mas também no interior do intestino e na cavidade sanguínea dos invertebrados associados. Esses micróbios fornecem aos parceiros ingestão nutricional adicional, crescimento, desenvolvimento e resistência a patógenos [1, 2]. Estudos relataram que bactérias associadas sintetizam aminoácidos, fixam nitrogênio e degradam a celulose, fornecendo nutrição e energia aos seus parceiros simbióticos, como formigas, pulgões e baratas [3,4,5,6]. Algumas bactérias simbióticas, como Pseudomonas e Streptomyces, também podem produzir toxinas policiais e antibióticos para proteger seus parceiros de micróbios patogênicos e predadores [7, 8]. Da mesma forma, alguns insetos desenvolveram uma série de estratégias para proteger, transportar e transmitir seus principais fungos associados, como a mycangia [9, 10]. Essas interações micróbios-invertebrados se formaram e persistiram ao longo de milhões de anos de evolução [11]. O estabelecimento de uma relação simbiótica requer a consistência do desenvolvimento de parceiros simbióticos que se sobrepõem no tempo e no espaço. No entanto, o foco principal da investigação tem sido o exame de relações simbióticas bem estabelecidas, e o processo de estabelecimento de novas relações simbióticas permanece relativamente obscuro.

Na verdade, as espécies invasoras exibem frequentemente a capacidade de estabelecer rapidamente novas associações simbióticas com espécies indígenas, assumindo assim uma função notável na melhoria do efeito de gargalo encontrado por pequenas populações do invasor [1, 12]. Os microrganismos simbióticos servem como parceiros adequados para espécies invasoras como um fator benéfico para sua colonização bem-sucedida [13]. Por exemplo, algumas plantas lenhosas não podem ser introduzidas com sucesso sem formar associações ectomicorrízicas com fungos do solo [14]. Por outro lado, organismos invasores podem acelerar o seu estabelecimento se encontrarem um novo parceiro simbiótico benéfico numa região recentemente invadida [15, 16]. Por exemplo, depois de invadir a China, o nemátodo do pinheiro (NMP), nativo da América do Norte, formou rapidamente uma nova parceria simbiótica com o fungo indígena da mancha azul, Sporothrix sp.1. Isso melhorou a capacidade reprodutiva do nematóide e facilitou sua colonização bem-sucedida no novo ambiente ecológico [17]. Além disso, organismos invasores poderiam promover ainda mais a disseminação de parceiros fúngicos recentemente associados nas regiões invadidas para ocupar um nicho ecológico importante [15, 16]. Os metabólitos que coordenam bilateralmente os ciclos de vida no tempo e no espaço dos parceiros associados quando uma nova interação simbiótica deve ser explorada.