Investigadores i investigadors de l'lnstitut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio, centre mixt de la Universitat de València i del CSIC), han descobert una nova família gènica de pèptids (xicotetes proteïnes) antimicrobians –les Blatelicines– en la panderola alemanya (Blattella germanica). L’estudi, publicat a la revista Scientific Reports, pot ajudar a comprendre com aquests insectes poden viure en entorns insalubres i defendre’s dels patògens fúngics i bacterians que poden trobar, amb la qual cosa s’evita matar els diferents tipus d’organismes simbiòtics beneficiosos que alberguen.
El grup de Genètica Evolutiva de l’I2SysBio ha caracteritzat el repertori de gens de pèptids antimicrobians en la Blattella germanica i n’han descobert la presència d’una nova família gènica, les Blatelicines. Aquestes són unes proteïnes més grans que uns altres pèptids antimicrobians i amb noves característiques, com la presència d’una regió rica en els aminoàcids glutamina i àcid glutàmic.
“La panderola alemanya és una de les espècies de panderoles més exitosa com a plaga urbana associada a les poblacions humanes. El treball mostra que un dels factors que han contribuït al seu èxit seria l’augment del nombre de gens que codifiquen proteïnes antimicrobianes. També, la presència de Blatelicines, la nova família de proteïnes antimicrobianes, podria aportar una major efectivitat enfront d’alguns patògens”, destaca Francisco J. Silva.
La funció d’aquestes noves proteïnes és desconeguda, però podrien ser proteïnes antimicrobianes de major eficàcia o afavorir la formació de porus a la membrana de l’endosimbiont, cosa que facilitaria la transferència de metabòlits a les cèl·lules de l’insecte. Les panderoles tenen una rica microbiota a l’intestí que beneficia la seua salut on en destaca un bacteri endosimbiont (Blattabacterium cuenoti) a les cèl·lules del cos gras que aporta vitamines i aminoàcids, i participa en l’emmagatzemament i l’obtenció del nitrogen.
D’aquesta manera, els gens de les Blatelicines, que han evolucionat recentment a partir dels gens de les Atacines –un altre tipus de pèptids antimicrobians–, podrien contribuir a la defensa enfront dels patògens fúngics i bacterians. Aquest fet explicaria l’adaptació d’aquests insectes a entorns tan insalubres, i també la seua menor afecció a la microbiota beneficiosa de la Blattella germanica.
La investigació també analitza la producció dels diferents pèptids antimicrobians al llarg del desenvolupament, fet que ha permès reforçar la importància de les Blatelicines, ja que s’ha vist que en la Blatella germanica aquestes mostren els nivells més alts, però només es produeixen en l’etapa adulta. “La descripció de tots els gens dels pèptids antimicrobians permetrà identificar els teixits on s’expressen i quins són importants per a la relació de la panderola amb els seus simbionts bacterians i la resistència als diversos tipus de microbis patògens”, afirma Silva.
En l’estudi han participat Francisco J. Silva i Amparo Latorre (catedràtic i catedràtica de Genètica de la Universitat de València i membres de la fundació FISABIO), Carlos García-Ferris (professor titular del Departament de Bioquímica i Biologia Molecular) i María Muñoz-Benavent (investigadora predoctoral). La troballa ha comptat amb el suport econòmic del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER), el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats d’Espanya, i la Generalitat Valenciana, a través del programa Prometeu.
Article: Silva, F. J., Muñoz-Benavent, M., García-Ferris, C. and Latorre, A. Blattella germanica displays a large arsenal of antimicrobial peptide genes. Sci Rep 10, 21058 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-77982-3
