Un elemento móvil encontrado en un parásito del mosquito tiene potencial para controlar enfermedades

Un mosquito. / Pexels.com.
Un mosquito. / Pexels.com.

Un equipo interdisciplinario de científicos ha identificado un nuevo elemento de ADN móvil en el parásito Wolbachia que puede contribuir a mejorar las estrategias de control de mosquitos vectores de enfermedades como el dengue y el virus del Nilo Occidental.

Un elemento móvil encontrado en un parásito del mosquito tiene potencial para controlar enfermedades

El control de enfermedades transmitidas por mosquitos, como el Dengue o el virus del Nilo Occidental, ha sido históricamente difícil debido a la falta de vacunas efectivas y las preocupaciones sobre el impacto ambiental de los insecticidas. Por lo tanto, los científicos han recurrido a la manipulación de Wolbachia, una bacteria parasitaria dentro de los mosquitos, como una forma de controlar la aptitud reproductiva de las poblaciones de mosquitos que transmiten enfermedades humanas.

En un nuevo estudio en Nature Communications, un equipo internacional que incluye científicos del Laboratorio de Biología Marina (MBL) y la Universidad de Chicago identificó un nuevo elemento de ADN móvil en Wolbachia, que puede contribuir a mejorar las estrategias de control para los vectores de enfermedades de mosquitos.

Dirigidos por Julie Reveillaud, del INRA, Francia, y Sarah Bordenstein, de la Universidad de Vanderbilt, los investigadores reconstruyeron genomas casi completos de Wolbachia aislados de ovarios individuales de cuatro mosquitos Culex pipiens. En el proceso, identificaron un nuevo plásmido: una pieza circular de ADN que puede replicarse independientemente de los cromosomas.

Un plásmido es un elemento de ADN móvil, lo que significa que puede transferirse de una célula a otra y puede tener grandes implicaciones para la aptitud y evolución de una especie microbiana. Debido a la capacidad de los elementos genéticos móviles para propagarse a través de diferentes células de Wolbachia, y por lo tanto a través de una población de Wolbachia, son prometedores para controlar las poblaciones de mosquitos que pueden transmitir enfermedades.

"Nuestros datos muestran que este nuevo plásmido está muy extendido en las poblaciones naturales de Wolbachia que infectan a los mosquitos de C. pipiens en todo el mundo, lo que implica que tiene un papel esencial. La idea de que puede permitir la transformación de las poblaciones de Wolbachia es simplemente muy emocionante", dice el autor principal del estudio, A. Murat Eren (Meren), profesor asistente de medicina en la Universidad de Chicago y miembro de MBL.

La Wolbachia se transmite de la madre a la descendencia y puede influir en el comportamiento reproductivo de su huésped mosquito. La Wolbachia puede modificar el esperma por lo que si un macho infectado se aparea con una hembra no infectada, o con una que lleva una cepa diferente de Wolbachia, no se pueden desarrollar embriones. El mecanismo detrás de esta matanza embrionaria se encuentra dentro de otro elemento genético móvil en el genoma de Wolbachia.

"Las poblaciones de Wolbachia no se prestan a la modificación genética directa. Si bien un plásmido natural parece muy prometedor para evitar esas limitaciones, todavía no tenemos ninguna evidencia que sugiera la posibilidad o eficacia de cualquier transformación a través de este plásmido", dice Meren. "Acabamos de descubrir su existencia y el tiempo dirá lo útil que es".

"Otras preguntas interesantes para las que aún no tenemos respuestas claras incluyen si existe una relación ancestral entre el plásmido y otros elementos genéticos móviles de Wolbachia, y si estos interactúan o no", agrega Reveillaud.

Esta colaboración comenzó en MBL en 2011, cuando Meren y Reveillaud reunieron sus antecedentes de evolución computacional y molecular para explorar preguntas en ecología microbiana en el Bay Paul Center de MBL. Años más tarde, comenzaron a examinar la diversidad genómica de Wolbachia centrándose en mosquitos individuales capturados en la naturaleza, en lugar de utilizar cepas de mosquitos de laboratorio. Con la ayuda de los ex científicos de MBL Sarah Bordenstein y Seth Bordenstein de la Universidad de Vanderbilt, quienes tienen experiencia en Wolbachia, comenzaron a desentrañar las complejidades del genoma de Wolbachia.

"La Wolbachia es particularmente difícil de estudiar porque, a diferencia de las bacterias de vida libre, no se puede cultivar en medios libres de células. A través de esta colaboración interdisciplinaria, pudimos separar los genomas del huésped mosquito, Wolbachia, y sus elementos móviles, "dice Sarah Bordenstein.

Si bien los fragmentos de este nuevo plásmido habían aparecido en estudios previos de secuenciación de Wolbachia, estos fragmentos nunca se habían ensamblado en una pieza circular completa y su naturaleza extracromosómica no se reconoció, probablemente debido a limitaciones computacionales. El equipo pudo superar estas limitaciones empleando una combinación de estrategias de vanguardia, como la metagenómica con resolución de genoma y la secuenciación de lectura larga.  @mundiario

 

 

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