Barry Pittendrigh y su equipo El profesor de Entomología de la Universidad de Illinois, Barry Pittendrigh (sentado en el centro), ha coordinado el trabajo de secuenciación con 28 centros de Estados Unidos, Europa, Australia y Corea del Sur. De pie, su equipo: Weilin Sun, Hugh Robertson y May Berenbaum. (L Brian Staufer)
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ESPAÑA
SECUENCIADO ADN, EL MÁS PEQUEÑO DE LOS INSECTOS
Un genoma 'mínimo' codifica al piojo humano
Un equipo internacional ha secuenciado el genoma del piojo del cuerpo humano (Pediculus humanus humanus), vector de patógenos causantes del tifus epidémico, la fiebre recurrente y la fiebre de las trincheras.
Redacción - Martes, 22 de Junio de 2010 - Actualizado a las 00:00h.
El trabajo se publica hoy en PNAS y cuenta con la participación española de un equipo de la Universidad de Barcelona (UB) dirigido por los catedráticos Julio Rozas y Montserrat Aguadé, del Grupo de Investigación Consolidado de Genética Molecular Evolutiva y miembros del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio), además de los investigadores Filipe G. Vieira, Sara Guirao-Rico y David Álvarez-Ponce, también de la UB, y de José Manuel C. Tubío y Marta Tojo, del complejo Hospitalario Universitario de Santiago de Compostela.
P. humanus humanus es un pequeño insecto sin alas, parásito obligado del ser humano y muy relacionado evolutivamente con el piojo de la cabeza (P. humanus capitis). Está especializado en la succión de la sangre, vive entre los pliegues y las costuras de la ropa y desarrolla todo su ciclo vital en el huésped. En estrecha relación de dependencia con el hombre, prolifera en condiciones de pobreza y de falta de higiene. El equipo que ha secuenciado el genoma está liderado internacionalmente por Barry R. Pittendrigh (de la Universidad de Illinois) y Ewen F. Kirkness (de Instituto J. Craig Venter).
El parásito del hombre actúa como vector de los patógenos que causan, entre otras enfermedades, el tifus, la fiebre recurrente y la 'de las trincheras'
El genoma tiene unas 100 megabases, de modo que, como destaca Pittendrigh, "es el genoma más pequeño que se ha secuenciado hasta ahora en un insecto". Está formado por cinco cromosomas metacéntricos y uno telocéntrico, y contiene un 1 por ciento de transposones o elementos móviles, una proporción también inferior a la de otros insectos. P. humanus humanus presenta unas estructuras (micetomas) que albergan una bacteria endosimbionte, llamada Candidatus riesia pediculicola, con la que ha coevolucionado. Esta procariota está dotada de un cromosoma lineal y un plásmido circular que contiene genes vitales para la supervivencia del parásito (en concreto, para la síntesis del ácido pantoténico o vitamina B5).
Relación evolutiva
Estudiar la relación evolutiva entre el piojo y la bacteria endosimbionte es también uno de los objetivos del trabajo. Todo apunta a que el genoma de este piojo no tiene genes de origen procariota, y además, la relación de endosimbiosis entre piojos y bacterias -con entre 13 y 23 millones de años- es relativamente reciente. Con una perspectiva más general, el piojo del cuerpo, que es un insecto hemimetábolo, amplía el marco de referencia conocido hasta ahora para estudiar el genoma de los insectos más complejos, los holometábolos (con metamorfosis completa).
El equipo de la UB ha participado en este estudio con una doble contribución científica: por un lado, caracterizar los genes más importantes de la vía de la insulina, y por otro, estudiar aquéllos relacionados con el sistema de quimiorrecepción del insecto; en particular, las familias multigénicas de las proteínas de unión a odorantes (OBP) y de las quimiosensoriales (CSP). Ambas tareas se han hecho con herramientas bioinformáticas. Los resultados indican que el piojo del cuerpo humano tiene una dotación mínima de genes, tanto de la vía de la insulina como para la captación de estímulos medioambientales. En este último caso, sólo se han identificado cinco genes para las OBP y siete para las CSP, un número muy inferior a lo observado en otros insectos. "Tiene el número más pequeño de enzimas con función antitóxica que se haya observado en un insecto", explican John Clark, de la Universidad de Massachusetts Amherst, y Si Hyeock Lee, de la Universidad Nacional de Seúl, que dirigen esta parte del estudio. Según Pittendrigh, "eso hace de este parásito un modelo atractivo para estudiar la resistencia a insecticidas y otros mecanismos de defensa química".
Para Julio Rozas, el estudio ha comprobado que "la dotación genética del piojo es muy reducida pero funcional: los procesos biológicos funcionan con un número mínimo de genes. Es un fenómeno global de reducción del patrimonio genético del piojo, lo cual se ajusta al perfil de parásito específico que ha perdido muchos genes no esenciales, está bien adaptado a un ambiente muy homogéneo, es dependiente del huésped y tiene una dieta altamente restringida que se completa con las aportaciones de las bacterias endosimbiontes".
(PNAS DOI: 10.1073/ pnas.1003379107).
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