Fungo utiliza defesas do milho para ativar infecção

Pesquisadores identificaram um mecanismo pelo qual o fungo Ustilago maydis, causador do carvão-do-milho, utiliza enzimas de defesa da planta para reconhecer sua entrada no tecido vegetal e acelerar a proliferação. O processo envolve o receptor Gpe1 e um peptídeo liberado da proteína Pit2.

Durante a infecção, o fungo secreta Pit2 no ambiente extracelular. Proteases vegetais da classe das cisteíno-proteases semelhantes à papaína (PLCPs) clivam a proteína e liberam diferentes fragmentos: um deles inibe a atividade das próprias proteases, enquanto outro, cujo motivo central tem nove aminoácidos (WWFGFTGSL), ativa o receptor Gpe1, localizado na membrana do patógeno, e desencadeia sinais associados à multiplicação celular.

Análise estrutural

A análise estrutural, obtida por cristalografia a 2,3 angstrons de resolução, revelou a organização de Pit2 em um dímero. Essa configuração mantém o peptídeo enterrado na interface entre as duas cópias da proteína, protegido até a ação das enzimas vegetais. O mecanismo permite ao fungo reconhecer sua presença no tecido hospedeiro.

Em ensaios laboratoriais, a exposição ao peptídeo reduziu o tempo médio entre divisões celulares de 226 para 167 minutos. Os pesquisadores também identificaram aumento da expressão do gene clp1, envolvido na regulação do ciclo celular.

Ligação do peptídeo

Modelos computacionais indicaram quais resíduos de Gpe1 formariam o bolsão de ligação do peptídeo, e mutações nessas posições foram testadas em plântulas de milho. Duas delas, W37A e C178A, reduziram fortemente a virulência do fungo; outras tiveram efeito pequeno ou nenhum. A exclusão dos genes gpe1 ou pit2 praticamente impediu a formação de galhas, sintomas característicos da doença.

O estudo foi conduzido por pesquisadores da Universidade Heinrich Heine de Düsseldorf, com participação de instituições da Alemanha, da Holanda, dos Estados Unidos e do Reino Unido (doi 10.1038/s41467-026-78428-6).