Esta tesis doctoral, dirigida por Amparo Latorre Castillo y Carlos García Ferris, analiza la interacción metabólica entre los miembros del sistema simbiótico de la cucaracha alemana Blattella germanica, formado por el endosimbionte Blattabacterium, la microbiota intestinal y el propio hospedador. Parte de los resultados de la tesis se han publicado en las revistas NAR Genomics and Bioinformatics i Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. La tesis fue defendida el 25 de marzo de 2021.
El objetivo principal de la tesis “Understanding the dialog between the gut microbiota and the endosymbiont in the model system Blattella germanica” ha sido entender por qué las cucarachas tienen dos simbiontes (Blattabacterium y la microbiota intestinal), y si hay un diálogo entre ellos y el hospedador. Se estudió, en primer lugar, la comunicación molecular entre el endosimbionte y el hospedador, así como la interacción entre el endosimbionte y la microbiota intestinal. El análisis e integración de diversas técnicas ómicas permitió el estudio de las funciones de esta microbiota. Para describir los mecanismos moleculares que permiten el transporte de metabolitos entre la cucaracha y su endosimbionte, se clonaron los posibles transportadores de membrana en la levadura y se analizó su función. También se estudió el efecto de la reducción de la población del endosimbionte sobre el resto del sistema, mediante el tratamiento antibiótico con rifampicina. Se observó que el endosimbionte tiene un papel esencial en el desarrollo del hospedador que no puede suplirse con la microbiota intestinal, aunque puede sobrevivir con su población altamente reducida. Sin embargo, se demostró por primera vez, que la microbiota intestinal es capaz de autorregularse y no verse modificada por estos cambios. Estos resultados, dado que B. germanica es una importante plaga, abren puertas a los estudios con cucarachas carentes de endosimbionte (aposimbióticas). Por último, se analizó la microbiota intestinal con tres técnicas ómicas y se desarrolló un programa bioinformático que permite su análisis e integración de forma automatizada, en colaboración con el Robert Koch Institut (Berlín). Este programa, llamado gNOMO, también permite analizar en paralelo la información del hospedador, lo que resulta de gran interés para el estudio de la microbiota de organismos que no son modelo.
La tesis de Maria Muñoz Benavent se ha llevado a cabo en el laboratorio de Genética Evolutiva del I2SysBio bajo la supervisión de Amparo Latorre Castillo (catedrática de Genética de la Universitat de València UV) y Carlos García Ferris (profesor titular de Bioquímica y Biología Molecular de la UV). Durante el desarrollo de esta tesis Maria Muñoz Benavent fue beneficiaria de un contrato del programa de Formación de Profesorado Universitario FPU del MICIU, y realizó una estancia de investigación en el Robert Koch Institut de Berlín con una beca de la UV. El tribunal estuvo formado por Francisco J. Silva Moreno (UV), Laura Gómez Valero (Institut Pasteur, París) y Rafel Patiño Navarrete (Sorbonne Université, París), que calificó la tesis como sobresaliente.
