SYMB-CONTROL

PID2021-128201NB-I00

Título: Comunicación hospedador-simbionte y su utilidad en el control biológico de plagas y de patógenos

Grupo de investigación: Genética Evolutiva

Las simbiosis estables mutualistas, con diferentes bacterias ecto- y endosimbióticas, están muy extendidas en todos los grupos de eucariotas, especialmente en insectos. En el caso de la cucaracha alemana Blattella germanica, ambos sistemas simbióticos coexisten en el mismo organismo en compartimentos separados: el endosimbionte Blattabacterium en el cuerpo graso y una compleja microbiota en el intestino. Blattabacterium se localiza dentro de vacuolas especializadas dentro de bacteriocitos, lo que implica la existencia de mecanismos moleculares hasta ahora desconocidos que permitan la integración metabólica y el control de la población de endosimbiontes. En este proyecto pretendemos explorar el posible papel de los péptidos antimicrobianos (AMPs) como factores esenciales para la integración metabólica y el control de la endosimbiosis, además de identificar las herramientas metabólicas específicas desarrolladas por el hospedador para aprovechar y optimizar la relación endosimbiótica. Para ello, utilizaremos poblaciones cuasi-aposimbiontes (prácticamente sin endosimbionte) y análisis bioinformáticos y transcriptómicos de genotecas RNA-seq de mRNA y sRNA. También queremos investigar si los miRNA producidos por el insecto, o los sRNA producidos por el endosimbionte, ejercen un papel regulador relacionado con la endosimbiosis, ya sea localmente en el bacteriocito o a larga distancia en otros tejidos diana utilizando vesículas extracelulares (EV) para desplazarse. Por otra parte, se emplearán poblaciones germ-free (con intestinos axénicos) para analizar los cambios desencadenados como consecuencia de la colonización del intestino por la microbiota, incluyendo los procesos de inmunidad innata y metabólica.

Los modelos de estudio de relaciones simbióticas pueden ayudar a resolver algunos de los problemas acuciantes a los que se enfrenta la humanidad, desde una aproximación sostenible y respetuosa con el planeta. Los AMPs descubiertos en el primer objetivo de este proyecto, pueden ser utilizados como alternativas al uso de antibióticos, de especial relevancia dada la proliferación de bacterias multirresistentes. Por otra parte, Wolbachia, endosimbionte que causa con frecuencia alteraciones reproductivas en insectos, ha sido propuesto como sistema de biocontrol para evitar la proliferación de poblaciones de insectos hematófagos, como los mosquitos, que pueden además ser vectores de enfermedades. En nuestro proyecto, pretendemos hacer un análisis prospectivo en busca de una Wolbachia de mosquito común (Culex pipiens) que pueda ser utilizada como biocontrol del mosquito tigre (Aedes albopictus). Así mismo, indagaremos sobre la presencia de Wolbachia en poblaciones silvestres de diversas especies de cucarachas, por si pudiera ser también un candidato para el control de poblaciones de estos insectos. Finalmente, el conocimiento sobre endosimbiontes y sus genomas nos ha permitido proponer e iniciar la fabricación de un modelo de bacteria endosimbionte como chasis en biología sintética que, a largo plazo, podría usarse como sistema de administración de fármacos en mamíferos.

Cuantía total: 105.000 €

endosimbiontes, microbiota, insectos modelo, péptidos antimicrobianos (AMP), ARN no codificante (ncRNA), Blattella germanica, Wolbachia, Bartonella quintana, biología sintética, genoma optimizado

• Francisco J. Silva Moreno

• E-mail: rosario.gil@uv.es

MICIN-FEDER-AEI.

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