Genómica Evolutiva de bacterias endosimbiontes

Asociaciones beneficiosas entre insectos y bacterias intracelulares son comunes en la naturaleza. Estas especies bacterianas se refieren a menudo como endosimbiontes primarios o secundarios, dependiendo de su función (esencial o no) sobre el crecimiento y desarrollo de los insectos. Los endosimbiontes obligatorios se transmiten exclusivamente de manera vertical de la madre a la descendencia de sus respectivos insectos huéspedes y, durante el proceso adaptativo a la vida intracelular, estas bacterias sufren cambios drásticos en sus genomas.

Nuestro objetivo es explicar la naturaleza de los procesos que permiten la integración simbiótica de estas bacterias en su insecto huésped. Se analiza el ritmo, el modo y las consecuencias del proceso de reducción del genoma que ha dado lugar a varias de estas especies para presentar algunos de los genomas de bacterias más pequeñas conocidas hasta la fecha. En los últimos años hemos secuenciado y analizado los genomas completos de dos cepas de Buchnera aphidicola (endosimbiontes de pulgón mortificante Baizongia pistaceae y pulgón de cedro, respectivamente) y Blochmannia floridanus (endosimbiontes de las hormigas carpinteras). En la actualidad estamos trabajando en los genomas de dos Flavobacterias que son endosimbiontes primarios de la cucarachas Blattela germanica y Blatta orientalis, la endosimbionte primaria del gorgojo del arroz (SOPE) y una segunda endosimbionte presente en el pulgón del cedro (Serratia Symbiotica BCc).

Nuestros análisis de estos genomas reducidos han sido el punto de partida para un nuevo proyecto centrado en el estudio teórico de la composición y evolución de los genomas mínimos hipotéticos para bacterias autótrofas y heterótrofas, así como las propiedades de las redes metabólicas deducidas de su contenido del genoma.
 

Estudios genéticos de los pulgones: Taxonomía y polifonismo reproductivo

La sistemática y taxonomía de los pulgones son controvertidas, con varias propuestas alternativas. Nuestro grupo de investigación tiene la intención de desentrañar las relaciones evolutivas, tanto entre las diferentes subfamilias de pulgones y dentro de determinados grupos de niveles taxonómicos de rango inferior. Nuestra propuesta de basalidad de la subfamilia Lachninae ha desafiado la visión tradicional en la que Eriosomatinae donde el grupo hermano de todos los demás subfamilias de pulgones. Además, actualmente estamos investigando en detalle el ciclo de vida y las relaciones filogenéticas dentro de Fordini (Eriosomatinae).

Los pulgones se reproducen por partenogénesis cíclica. Su ciclo de vida es controlado por la longitud del fotoperíodo y la temperatura, con días cortos típicos de otoño e invierno que promueven la sexualidad y largos días de la primavera y el verano que promueven la partenogénesis. Sin embargo, la base molecular de cómo se traduce la señal fotoperiódica en uno u otro modo de reproducción es completamente desconocido. Estamos interesados en la identificación de los genes y las vías que regulan el modo de reproducción de los pulgones (partenogénesis contra sexualidad). Como existen pruebas en otros organismos que sugieren una implicación de los genes que regulan los ritmos diarios (genes de reloj) en el control de los ritmos estacionales, en la actualidad nos dedicamos a la caracterización de los genes circadianos en los pulgones y la investigación de su papel (si los hay) en la estacionalidad.
 

Temas de investigación en FISABIO-Salud Pública

• Genómica de microorganismos
• La metagenómica de comunidades microbianas
• Epidemiología molecular y evolución de los microorganismos
• Bioinformática y bioestadística