DIMITRA

PID2021-125846NB-I00

Título: Mapeo transcriptómico e inmunohistoquímico de la diapausa en pulgones

Grupo de investigación: Ciclos Biológicos de Pulgones

Todos los organismos de la Tierra han desarrollado ritmos biológicos para hacer frente a la alternancia de períodos de condiciones ambientales favorables y desfavorables, en varias escalas temporales. La diapausa es un estado de latencia estacional, común en insectos y otros artrópodos, que les permite superar períodos recurrentes de condiciones ambientales adversas. La diapausa facultativa es desencadenada por factores bióticos y abióticos que preceden a la llegada de la estación desfavorable. La señal predominante que anuncia la llegada de la estación adversa es la duración del día (fotoperíodo). Los cambios en el fotoperíodo son percibidos por el insecto, lo que desencadena una cascada de cambios moleculares, eventos neurológicos y endocrinos que conducen a la activación de la diapausa. El conocimiento sobre los mecanismos que detectan cambios en el fotoperíodo, y en la red que regula los procesos moleculares, celulares y endocrinos es escaso y fragmentario. Los pulgones son insectos utilizados clásicamente como modelos para estudiar el fotoperiodismo. Los ciclos de vida de los pulgones son complejos y que incluyen varios polifenismos. Estos se componen de varias generaciones de hembras partenogenéticas vivíparas seguidas de una sola generación sexual, con machos y hembras ovíparas sexuales. La generación sexual es inducida por el acortamiento del fotoperíodo después del verano. Los huevos sexuales son resistentes al frío, lo que permite que los pulgones sobrevivan el invierno. De este modo, la inducción de la fase sexual es la forma en que los pulgones entran en diapausa. Los estudios clásicos demostraron que el cerebro del pulgón es el centro de percepción del fotoperíodo, de la integración de señales y elaboración de la respuesta adecuada que se transduce a los embriones indicándoles que desarrollen como individuos partenogenéticos o como morfos sexuales. Investigaciones anteriores de nuestro grupo han identificó elementos putativos de la red reguladora involucrados en la diapausa de pulgones en los niveles de percepción, integración y transducción de señales, incluyendo la identificación de algunos grupos de células que probablemente juegan un papel clave en el proceso. Sin embargo, estamos lejos de tener un mapa detallado de moléculas y eventos. El presente proyecto tiene como objetivo establecer un mapa detallado de la red reguladora que controla la diapausa en pulgones, tanto a nivel molecular como celular. Haremos esto principalmente centrándonos en el cerebro del pulgón, utilizando nuevos enfoques más globales. En particular, planeamos obtener transcriptomas unicelulares de cerebros de pulgones sometidos a diferentes fotoperíodos y realizar un abordaje transcriptómico de curso de tiempo en cerebros de pulgones para eventualmente detectar cambios de fase coordinados en genes expresados rítmicamente bajo diferentes fotoperíodos. Además, centrándonos también en el cerebro, planeamos detectar físicamente el(los) sitio(s) de expresión de genes particulares y las conexiones establecidas por células o grupos celulares relevantes. Nuestro objetivo global es avanzar hacia el establecimiento de un mapa detallado de la red reguladora que controla la diapausa en pulgones, tanto a nivel molecular como celular.

Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, Agencia estatal de Investigación