LA CIENCIA EN POCAS PALABRAS
Las hidrofobinas, el impermeable de los hongos
Valentín Navarro-Enguilo y Jorge Verdín
Resumen
Los hongos están en todas partes, ya que pueden habitar en una gran diversidad de ecosistemas, desde los desiertos a las tundras e, incluso, en el interior de otros organismos. Por los componentes de su pared celular, la coraza que los recubre y que los protege de las inclemencias del medioambiente, pueden vivir en muchos tipos de hábitats. Uno de los componentes de la pared celular de los hongos son las hidrofobinas, un tipo de proteína que forma una capa que recubre al hongo y se caracteriza por tener una cara que repele el agua y otra que la absorbe, característica que facilita la dispersión de los hongos, incrementa su resistencia a la desecación y facilita la interacción con otros organismos. Como si eso no fuera suficiente, las hidrofobinas también tienen aplicaciones biotecnológicas. De todo eso y más te enterarás en este artículo.
Palabras clave: Fibras amiloides, hidrofobinas, hongos, pared celular.
RECIBIDO: 27/09/2024; ACEPTADO: 18/03/2025;
PUBLICADO: 27/febrero/2026
Cuando decides estudiar biología, tarde o temprano un grupo taxonómico te cautiva lo suficiente como para dedicarte a estudiarlo. Para aquellos a los que nos apasiona el reino Fungi, es decir, los hongos, generalmente ese momento llega cuando sales al campo y haces la primera colecta de algunos de ellos. Entonces, te vuelves un testigo maravillado de la diversidad y la complejidad de los hongos; quedas fascinado no solo por su biología, sino también por los intrincados mecanismos que les permiten adaptarse y prosperar en ecosistemas muy diversos. Como dice el estudioso británico de hongos (micólogo), Merlin Sheldrake, «los hongos son los sobrevivientes veteranos de la disrupción ecológica. Su capacidad para aferrarse y, a menudo, florecer a través de períodos de cambio catastrófico es una de sus características definitorias» (Sheldrake, 2020).
¿Por qué los hongos se diseminan y sobreviven en ecosistemas tan variados?
Una de las respuestas a esta pregunta está en los componentes de su pared celular. La pared celular de los hongos es una coraza rígida que los envuelve, aunque al mismo tiempo es dinámica y plástica, y se puede adaptar a las condiciones del medioambiente en cuestión de minutos. La pared celular también determina la forma del hongo, que es muy variada; produce compartimentos y fusiones celulares para formar diferentes estructuras como los cuerpos fructíferos. La pared celular está formada por polímeros de azúcares (quitina, glucanas y otros). También contiene proteínas y lípidos especializados que ayudan a los hongos a interactuar con su entorno; entre las proteínas que residen en la pared celular hay una en especial que dota a los hongos filamentosos de un recubrimiento repelente al agua y que ha llamado la atención de los biotecnólogos debido a sus aplicaciones potenciales: las hidrofobinas.
Las hidrofobinas funcionan como un «impermeable» que repele el agua. Estas proteínas cubren los filamentos (hifas) de los hongos y los ayudan a proyectar su crecimiento hacia el aire (hifas aéreas), lo que, después de un proceso complejo de desarrollo, da lugar a una de las estructuras que la mayoría de nosotros asocia con los hongos: el cuerpo fructífero. El impermeable de hidrofobinas también protege a las esporas de la desecación, de ambientes con alta salinidad o con humedad cambiante, a la vez que las ayuda a dispersarse por el aire. La combinación de protección y facilitación de la dispersión conferidos por la capa de hidrofobinas explica, en buena medida —aunque hay otros mecanismos también importantes—, la diseminación y la supervivencia de los hongos en ambientes muy diversos, algunos realmente extremos.
¿Cómo funcionan las hidrofobinas?
Las hidrofobinas son proteínas pequeñas y desordenadas, es decir, extensas regiones de su secuencia de aminoácidos no adoptan una estructura tridimensional regular como lo hacen otras proteínas. Curiosamente, cuando una hidrofobina se encuentra con otras, adquieren una estructura regular y se forman ordenadamente una detrás de otra hasta generar largas varillas (fibrillas amiloides). Utilizando un microscopio de fuerza atómica, es posible observar rejillas de varillas de hidrofobinas arregladas paralelamente y que, unidas a otras rejillas, generan el impermeable que cubre la pared celular de las hifas aéreas y las esporas. Las hidrofobinas no solo adoptan un arreglo bien ordenado, sino que cada una de las caras de la capa que forman tiene propiedades diferentes. Mientras que la cara interna, la que está junto a la pared celular, atrae el agua (hidrofílica), la que queda expuesta al aire, la repele (hidrofóbica). Esa hidrofobicidad es el origen del impermeable de las hidrofobinas.
Las hidrofobinas recubren los conidios. En los conidióforos de los hongos se desarrollan los conidios (esporas asexuales, izquierda), los cuales están recubiertos de hidrofobinas que facilitan su dispersión por el aire cuando están maduros (centro). Las fibrillas que forman las hidrofobinas son la consecuencia de su polimerización ordenada (derecha). Esas fibrillas se acumulan una junto a otra formando una rejilla, y varias de estas rejillas acaban cubriendo toda la espora (centro). Figura de V. Navarro-Enguilo. La imagen de la espora (centro) fue generada con inteligencia artificial a partir de resultados experimentales; la estructura molecular de una fibrilla de hidrofobinas es la de la hidrofobina de Neurospora crassa, EAS.
Lo impermeable de las hidrofobinas no solo ofrece protección y facilita la dispersión, sino que también puede dar otras ventajas adaptativas. En los hongos patógenos, es decir, aquellos que viven a expensas de otros organismos causándoles una enfermedad, ya sea una planta, un insecto, un animal o incluso otro hongo, lo impermeable de las hidrofobinas actúa como un «camuflaje», lo que le permite entrar en contacto con el hospedero sin que este active sus mecanismos de respuesta. De manera análoga, pero con efectos positivos, lo impermeable de hidrofobinas facilita el primer contacto en el establecimiento de una relación que favorezca tanto al hongo como al organismo hospedero.
¿Las hidrofobinas pueden tener una aplicación biotecnológica?
Más allá de su función biológica, la naturaleza anfipática (una cara hidrofílica y la otra hidrofóbica) de la función impermeable de las hidrofobinas ha llamado la atención de los biotecnólogos y ya ha sido utilizada en diversas aplicaciones. Entre ellas destaca su uso como estabilizante de emulsiones que encapsulan moléculas sensibles, como medicamentos, lo que permite entregarlas a sus blancos de manera más eficiente. Las hidrofobinas también son capaces de transformar superficies inertes en plataformas funcionales que después pueden ser utilizadas como biosensores o dispositivos médicos. Las hidrofobinas han sido expresadas en la superficie de levaduras, lo que las hace más hidrofóbicas. Cuando se coexpresan lipasas, también sobre la superficie de la levadura, estas enzimas, que catalizan la ruptura de lípidos, tienen una mayor actividad.
Las hidrofobinas son un ejemplo claro de la sofisticación de las estrategias de adaptación de los hongos que pueden ser convertidas en herramientas biotecnológicas valiosas. En cada una de sus aplicaciones, ya sea en la medicina o en la industria, las hidrofobinas nos recuerdan la profunda conexión entre la biología y la tecnología, y cómo las estrategias de supervivencia que se generaron tras miles de años de evolución pueden inspirar soluciones innovadoras para los desafíos a los que nos enfrentamos cotidianamente.
«Lo más emocionante es que el verdadero potencial de las hidrofobinas, basado en la explotación de su arreglo ordenado, está por verse muy pronto».
Agradecemos los valiosos comentarios del
Dr. Wilhelm Hansberg del Instituto
de Fisiología Celular, UNAM.
Valentín Navarro-Enguilo. Estudiante de la Maestría en Innovación Biotecnológica, Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ), Unidad de Biotecnología Industrial. Guadalajara, Jalisco.
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Jorge Verdín. Investigador Titular, Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ), Unidad de Biotecnología Industrial. Guadalajara, Jalisco.
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García-Rubio R., De Oliveira H.C., Rivera J. y Trevijano-Contador N. (2020). The fungal cell wall: Candida, Cryptococcus, and Aspergillus Species. Frontiers in Microbiology, 10:2993. https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2019.02993/full
Rojas-Osnaya J. (2023). Hidrofobinas, las proteínas fúngicas multitareas. Ciclo de Seminarios de la División de Ciencias Naturales e Ingenierías, UAM-Cuajimalpa. 27 de noviembre de 2023. https://www.youtube.com/live/Psu-DISL8Gs?si=S6b_XZ3NzTiF5Ion
Sheldrake M. (2020). La red oculta de la vida. De qué manera los hongos crean nuestros mundos, cambian nuestra forma de pensar y moldean nuestro futuro (1.ª edición). GeoPlaneta. Barcelona. 344 pp. https://www.elboomeran.com/wp-content/uploads/2020/12/La_red_oculta_de_la_vida.pdf