FUNGI ANTIFUNGAL PROTEINS: FROM MUSHROOMS TO PLANTS AND BEYOND (Q3187266)

EN EL ANTERIOR PROYECTO AFUNP HEMOS IDENTIFICADO, CARACTERIZADO Y PRODUCIDO MEDIANTE BIOTECNOLOGIA UNA SERIE DE NUEVAS PROTEINAS ANTIFUNGICAS (AFPS) DE ORIGEN FUNGICO, LAS CUALES ESTAN CONSIDERADAS COMO UNA ALTERNATIVA MUY PROMETEDORA A LOS FUNGICIDAS CONVENCIONALES. LAS AFPS SON PROTEINAS DE PEQUEÑO TAMAÑO, CATIONICAS, RICAS EN CISTEINA (CRP) Y PUENTES DISULFURO Y CON UNA ESTRUCTURA EXTREMADAMENTE ESTABLE QUE FACILITA SU PRODUCCION BIOTECNOLOGICA. AFUNP DESARROLLO UN CASETE DE DNA Y UN SISTEMA PARA LA PRODUCCION EFICIENTE DE AFPS EN HONGOS FILAMENTOSOS, BASADO EN EL GEN PAF DE P. CHRYSOGENUM Y EL SISTEMA MODULAR DE CLONAJE FUNGALBRAID (FB). ESTE SISTEMA NOS PERMITIO IDENTIFICAR, PRODUCIR Y CARACTERIZAR NUEVAS AFPS Y CRPS. ENTRE ELLAS, LA PDAFPB DE P. DIGITATUM, LAS PEAFPA, PEAFPB Y PEAFPC DE P. EXPANSUM, Y AFPS QUIMERA DISEÑADAS RACIONALMENTE. LA PDAFPB Y LA RECIENTEMENTE DESCRITA PEAFPA SON PROTEINAS EXTREMADAMENTE ACTIVAS INCLUSO FRENTE AL PROPIO HONGO DE ORIGEN. ADEMAS, SE DECIDIO PATENTAR PEAFPA DADO QUE INHIBE EFICAZMENTE EL CRECIMIENTO DE HONGOS PATOGENOS (VEGETALES Y HUMANOS) Y MICOTOXIGENICOS Y ES CAPAZ DE CONTROLAR ENFERMEDADES DE PLANTAS Y PODREDUMBRES POSTCOSECHA. LOS ESTUDIOS SOBRE EL MECANISMO DE ACCION DE PDAFPB INDICAN QUE SE INTERNALIZA EN LAS CELULAS FUNGICAS Y QUE LA SINTESIS DE QUITINA, LA MANOSILACION DE PROTEINAS DE LA PARED CELULAR Y LAS RUTAS DE SEÑALIZACION DE MAPK ESTAN IMPLICADAS EN LA RESPUESTA Y LA SUSCEPTIBILIDAD DE LAS CELULAS FUNGICAS A ESTA PROTEINA. SIN EMBARGO, NO SE PUDIERON ABORDAR ESTUDIOS SIMILARES CON LA PEAFPA DEBIDO A SU RECIENTE IDENTIFICACION._x000D_ _x000D_ ESTE SUBPROYECTO, INTEGRADO EN AFUNPLUS, PROPONE APROVECHAR E IMPLEMENTAR LOS RESULTADOS PREVIOS DE AFUNP A TRAVES DE LOS SIGUIENTES OBJETIVOS ESPECIFICOS: I) EL DISEÑO Y LA PRODUCCION EN HONGOS FILAMENTOSOS DE NUEVAS AFPS NATURALES Y QUIMERICAS MEDIANTE LA IMPLEMENTACION DE UN CASETE DE DNA (EXPAFP) BASADO EN EL GEN AFPA Y LA TECNOLOGIA FB, APLICABLE A DIFERENTES ESPECIES DE HONGOS, ENTRE ELLAS ESPECIES RECONOCIDAS COMO SEGURAS (GRAS); II) LA CARACTERIZACION ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE PEAFPA MEDIANTE LA ELUCIDACION DE SU ESTRUCTURA POR CRISTALOGRAFIA DE RAYOS X Y LA PRODUCCION DE VARIANTES DE SECUENCIA, ASI COMO PROFUNDIZAR EN SU ACTIVIDAD ANTIFUNGICA EVALUANDO SU EFICACIA EN MODELOS MURINOS DE INFECCION FUNGICA SISTEMICA; III) EL ESTUDIO DEL MODO DE ACCION ANTIFUNGICO DE PEAFPA SOBRE P. DIGITATUM Y S. CEREVISIAE MEDIANTE ANALISIS TRANSCRIPTOMICO Y LA GENERACION DE MUTANTES CON SENSIBILIDAD ALTERADA; IV) LA EVALUACION DE LA INHIBICION DE LA PRODUCCION DE MICOTOXINAS POR AFPS; Y V) EL USO DE AFPS EN EL CONTROL DE PODREDUMBRES POSTCOSECHA. ESTE SUBPROYECTO SE COORDINA EN AFUNPLUS CON EL SUBPROYECTO 2 (CRAG), QUE PRODUCIRA LA PEAFPA MEDIANTE EL SISTEMA DE PRODUCCION TRANSITORIA EN PLANTAS DESARROLLADO EN AFUNP PARA ABORDAR LA CARACTERIZACION CELULAR DEL MODO DE ACCION DE PEAFPA, ESTUDIARA LA ACTIVIDAD DE SEÑALIZACION Y EXPLORARA LA EFECTIVIDAD DE LAS AFPS COMO POTENCIALES MOLECULAS ANTICANCERIGENAS. EL PROYECTO COORDINADO AFUNPLUS TIENE COMO OBJETIVO AVANZAR EN LA APLICACION FINAL DE LAS AFPS EN PROTECCION DE CULTIVOS Y EN CONSERVACION POSTCOSECHA, Y TAMBIEN EN EL AMBITO BIOMEDICO Y AGROALIMENTARIO, LO QUE GENERARA UN GRAN IMPACTO SOCIOECONOMICO. (Spanish)

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IN THE PREVIOUS AFUNP WE CONTRIBUTED TO THE IDENTIFICATION, BIOTECHNOLOGICAL PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF NOVEL ANTIFUNGAL PROTEINS (AFPS) OF FUNGAL ORIGIN, WHICH ARE RECOGNIZED AS A PROMISING ALTERNATIVE TO CONVENTIONAL FUNGICIDES. THESE AFPS ARE CATIONIC CYSTEINE-RICH PROTEINS, CONTAIN DISULPHIDE BRIDGES AND FOLD INTO EXTREMELY STABLE STRUCTURES, WHICH FACILITATE THEIR BIOTECHNOLOGICAL PRODUCTION IN HIGH YIELDS. IN THE PREVIOUS PROJECT, WE DEVELOPED AN EFFICIENT PRODUCTION SYSTEM OF AFPS IN FUNGI BASED ON THE PAF GENE FROM P. CHRYSOGENUM AND THE MODULAR CLONING PLATFORM FUNGALBRAID (FB). MOREOVER, WE IDENTIFIED, PRODUCED AND CHARACTERIZED NOVEL AFPS, NAMELY PDAFPB FROM P. DIGITATUM, PEAFPA, PEAFPB AND PEAFPC FROM P. EXPANSUM AND RATIONALLY DESIGNED CHIMERIC AFPS. OF THESE, PDAFPB AND THE RECENTLY DISCOVERED PEAFPA ARE HIGHLY ACTIVE AFPS EVEN AGAINST THEIR SELF-FUNGUS. A PATENT HAS BEEN FILED ON PEAFPA AS IT EFFECTIVELY INHIBITS THE GROWTH OF FILAMENTOUS (PLANT AND HUMAN) PATHOGENIC AND MICOTOXIGENIC FUNGI AND CONTROLS PLANT AND POSTHARVEST DISEASES. MECHANISTIC STUDIES ON PDAFPB ESTABLISHED THAT IT IS INTERNALIZED BY FUNGAL CELLS AND THAT CHITIN SYNTHESIS, PROTEIN MANNOSYLATION OF CELL WALL, AND MAPK SIGNALLING CASCADES MEDIATE THE RESPONSE AND SUSCEPTIBILITY OF FUNGAL CELLS TO THIS PROTEIN. HOWEVER, SIMILAR STUDIES COULD NOT BE ADDRESSED WITH PEAFPA DUE TO ITS RECENT IDENTIFICATION._x000D_ _x000D_ THIS SUBPROJECT WITHIN AFUNPLUS AIMS TO FURTHER EXPLOIT AND IMPROVE THE PREVIOUS FINDINGS OF AFUNP THROUGH THE FOLLOWING SPECIFIC OBJECTIVES: (I) THE DESIGN AND PRODUCTION OF NEW AND CHIMERIC ANTIFUNGAL PROTEINS IN FILAMENTOUS FUNGI BY IMPLEMENTING A VERSATILE FB AFPA-BASED EXPRESSION SYSTEM (EXPAFP) ABLE TO WORK IN DIFFERENT FUNGAL SPECIES INCLUDING GRAS SPECIES; (II) THE FUNCTIONAL, STRUCTURAL AND IN DEPTH CHARACTERIZATION OF PEAFPA BY ELUCIDATING ITS STRUCTURE BY X-RAY CRYSTALLOGRAPHY, PRODUCING SEQUENCE VARIANTS, AND EVALUATING THE EFFICACY OF PEAFPA IN MURINE MODELS OF SYSTEMIC FUNGAL INFECTION; (III) THE STUDY OF THE MODE OF ACTION OF PEAFPA ON P. DIGITATUM AND S. CEREVISIAE BY TRANSCRIPTOME ANALYSIS AND GENERATION OF MUTANTS WITH ALTERED SENSITIVITY; (IV) THE EVALUATION OF THE INHIBITION OF MYCOTOXIN PRODUCTION BY AFPS; AND (V) THE USE OF AFPS IN THE CONTROL OF FRUIT POSTHARVEST DECAY. THIS SUBPROJECT IS COMPLEMENTED BY SUBPROJECT 2 (CRAG), WHICH PROVIDES THE FURTHER EXPLOITATION OF THE EFFICIENT PLANT-BASED PRODUCTION PLATFORM DEVELOPED IN AFUNP, THE CELLULAR CHARACTERIZATION OF THE MODE OF ACTION OF PEAFPA, THE STUDY OF THE POTENTIAL SIGNALLING ACTIVITY OF AFPS, AND THE EXPLORATORY EVALUATION OF AFPS AS ANTICANCER MOLECULES. JOINTLY WITH THE OTHER SUBPROJECT, AFUNPLUS AIMS TO ADVANCE IN THE FINAL APPLICATION OF AFPS IN CROP AND POST-HARVEST PROTECTION BUT ALSO IN MEDICINE OR FOOD CONSERVATION, WITH WORLDWIDE ECONOMIC AND SOCIAL IMPACT. (English)

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DANS LE PRÉCÉDENT PROJET AFUNP, NOUS AVONS IDENTIFIÉ, CARACTÉRISÉ ET PRODUIT PAR LA BIOTECHNOLOGIE UNE SÉRIE DE NOUVELLES PROTÉINES ANTIFONGIQUES (AFP) D’ORIGINE FUNGICO, QUI SONT CONSIDÉRÉES COMME UNE ALTERNATIVE TRÈS PROMETTEUSE AUX FONGICIDES CONVENTIONNELS. LES AFP SONT DE PETITES PROTÉINES RICHES EN CYSTÉINE, RICHES EN CYSTÉINE (CRP) ET DES PONTS DISULFURES AVEC UNE STRUCTURE EXTRÊMEMENT STABLE QUI FACILITE LEUR PRODUCTION BIOTECHNOLOGIQUE. AFUNP A DÉVELOPPÉ UNE CASSETTE D’ADN ET UN SYSTÈME POUR LA PRODUCTION EFFICACE DES AFP DANS LES CHAMPIGNONS FILAMENTEUX, À PARTIR DU GÈNE PAF DE P. CHRYSOGENUM ET DU SYSTÈME MODULAIRE DE CLONAGE FUNGALBRAID (FB). CE SYSTÈME NOUS A PERMIS D’IDENTIFIER, DE PRODUIRE ET DE CARACTÉRISER DE NOUVEAUX AFP ET CRPS. IL S’AGIT NOTAMMENT DE P. DIGITATUM PDAFPB, P. EXPANSUM PEAFPA, PEAFPB ET PEAFPC, AINSI QUE DES AFP CHIMERA CONÇUS DE MANIÈRE RATIONNELLE. LE PDAFPB ET LE PEAFPA RÉCEMMENT DÉCRIT SONT DES PROTÉINES EXTRÊMEMENT ACTIVES MÊME FACE AU CHAMPIGNON LUI-MÊME. EN OUTRE, LE PEAFPA A ÉTÉ DÉCIDÉ DE BREVETER PARCE QU’IL INHIBE EFFICACEMENT LA CROISSANCE DES CHAMPIGNONS PATHOGÈNES (VÉGÉTAUX ET HUMAINS) ET MICOTOXIGENICOS ET EST CAPABLE DE LUTTER CONTRE LES MALADIES DES PLANTES ET LES POURRITURES APRÈS RÉCOLTE. DES ÉTUDES SUR LE MÉCANISME D’ACTION DU PDAFPB INDIQUENT QU’IL EST INTERNALISÉ DANS LES CELLULES FONGIQUES ET QUE LA SYNTHÈSE DE LA CHITINE, LA GESTION DES PROTÉINES DE LA PAROI CELLULAIRE ET LES VOIES DE SIGNALISATION MAPK SONT IMPLIQUÉES DANS LA RÉPONSE ET LA SUSCEPTIBILITÉ DES CELLULES FONGIQUES À CETTE PROTÉINE. Cependant, les ÉTUDES SIMILAIRES AVEC LE PEAFPA en raison de votre récente IDENTIFICATION._x000D_ _x000D_ Ce sous-projet, intégré dans AFUNPLUS, PROPEND TO PROVIDED AND IMPLEMENTING PREVIED AFFUNP RESULTS grâce aux OBJECTIFS SPÉCIFIQUES suivants: CONCEPTION ET PRODUCTION DE NOUVEAUX CHAMPIGNONS FILAMENTEUX NATURELS ET QUIMERICAS PAR LA MISE EN ŒUVRE D’UNE CASSETTE D’ADN (EXPAFP) BASÉE SUR LE GÈNE AFPA ET LA TECHNOLOGIE FB, APPLICABLE À DIFFÉRENTES ESPÈCES DE CHAMPIGNONS, Y COMPRIS LES ESPÈCES RECONNUES COMME SÛRES (GRAS); II) LA CARACTÉRISATION STRUCTURELLE ET FONCTIONNELLE DU PEAFPA PAR ELUCIDACION DE SA STRUCTURE PAR CRYSTALLOGRAPHING ET LA PRODUCTION DE VARIANTES DE SÉQUENCES, AINSI QUE L’APPROFONDISSEMENT DE SON ACTIVITÉ ANTI-FUNGIQUE ÉVALUANT SON EFFICACITÉ DANS LES MODÈLES MURINS D’INFECTION SYSTÉMIQUE FUNGICA; L’ÉTUDE DU MODE D’ACTION ANTIFUNGICO DE PEAFPA SUR P. DIGITATUM ET S. CEREVISIAE PAR ANALYSE TRANSCRIPTOMIQUE ET LA GÉNÉRATION DE MUTANTS AVEC UNE SENSIBILITÉ ALTÉRÉE; L’ÉVALUATION DE L’INHIBITION DE LA PRODUCTION DE MYCOTOXINES PAR LES AFP; ET V) L’UTILISATION DES AFP DANS LA LUTTE CONTRE LA POURRITURE POST-RÉCOLTE. CE SOUS-PROJET EST COORDONNÉ AU SEIN D’AFUNPLUS AVEC LE SOUS-PROJET 2 (CRAG), QUI PRODUIRA DU PEAFPA À TRAVERS LE SYSTÈME DE PRODUCTION D’USINES TRANSITOIRES DÉVELOPPÉ À AFUNP POUR TRAITER DE LA CARACTÉRISATION CELLULAIRE DU MODE D’ACTION PEAFPA, ÉTUDIER L’ACTIVITÉ DE SIGNALISATION ET EXPLORER L’EFFICACITÉ DES AFP EN TANT QUE MOLÉCULES ANTICANCÉREUSES POTENTIELLES. LE PROJET COORDONNÉ AFUNPLUS VISE À FAIRE PROGRESSER L’APPLICATION FINALE DES AFP EN MATIÈRE DE PROTECTION DES CULTURES ET DE CONSERVATION APRÈS RÉCOLTE, AINSI QUE DANS LE DOMAINE BIOMÉDICAL ET AGRO-ALIMENTAIRE, CE QUI AURA UN IMPACT SOCIO-ÉCONOMIQUE IMPORTANT. (French)

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4 December 2021

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Paterna

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Spanish Kohesio ID

RTI2018-101115-B-C21

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