Publication: Dinamismo evolutivo en genomas reducidos: análisis genético molecular del microsporidio "Nosema ceranae"
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2015-06-10
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
En el año 2006 se detectó un nuevo patógeno en la abeja melífera occidental, Apis mellifera, cuya presencia se asoció con el fenómeno de mortalidad masiva que ha sacudido la apicultura mundial en la última década. Este parásito exótico en Europa se identificó como el microsporidio Nosema ceranae, descrito previamente como parásito habitual de la abeja oriental, Apis cerana. Desde su detección en Europa, N. ceranae se ha extendido rápidamente por todo el mundo, demostrando gran plasticidad a la hora de adaptarse a diversos ambientes y hospedadores. Su dispersión mundial ha provocado un descenso generalizado en las poblaciones de abejas, con los graves daños económicos y medioambientales que ello conlleva.Los microsporidios están descritos como hongos parásitos unicelulares que precisan de una célula hospedadora para llevar a cabo su ciclo biológico. Entre sus características biológicas más llamativas destaca su pequeño genoma, fruto de una larga historia de parasitación intracelular, que hace que estos organismos no puedan subsistir sin explotar los recursos de una célula huésped. Los genomas de los microsporidios se caracterizan de manera general por una baja carga génica y una variabilidad nucleotídica limitada a regiones no codificantes. Un factor muy relevante a la hora de interpretar resultados genéticos en estos microorganismos es su tipo de reproducción, ya que, si bien la bipartición es supuestamente el proceso reproductivo más común entre ellos, existen ciertas especies capaces de llevar a cabo la meiosis.En la presente tesis doctoral se ha realizado un estudio genético molecular del microsporidio N. ceranae con el fin de aportar información sobre sus secuencias genéticas, la naturaleza de sus aislados y su comportamiento poblacional. Los resultados obtenidos muestran que N. ceranae alberga una alta variabilidad genética, tanto en las copias de genes repetidos (rDNA), como en los fragmentos de ADN codificante analizados. A su vez, esta variabilidad no es solo fruto de un número de SNPs e Indels distribuidos por los fragmentos genéticos, sino que existen procesos de recombinación que, barajando estos puntos, crean nuevas combinaciones genéticas, tanto en los clones de muestras analizadas como entre aislados de distintos lugares geográficos. La recombinación se puede entender en unidades repetidas en tándem como el resultado de sobrecruzamientos desiguales o de conversión génica, pero el alto grado de polimorfismo inicial, la ausencia de desequilibrio de ligamiento y la recombinación en fragmentos de copia única, solo se pueden explicar mediante un proceso meiótico. Estos resultados asientan unas bases sólidas para considerar cada aislado de esporas de N. ceranae como una población heterogénea de individuos, alejándose así de la antigua hipótesis de cepas clónicas, más fáciles de abordar en estudios filogenéticos convencionales. El estudio realizado sobre el rDNA y rRNA, afirma que la variabilidad genética de la SSU no sólo existe en las distintas copias del gen, sino que la diversidad de los transcritos de ARN ribosómico se transmite y mantiene a lo largo de las distintas generaciones de esporas. Esto crea una duda razonable sobre la actividad y funcionalidad de los distintos ribosomas, al igual que genera muchas hipótesis sobre la adaptabilidad de este microsporidio a distintas condiciones climatológicas y plasticidad a la hora de parasitar otros hospedadores.En conclusión, N. ceranae es un parásito muy virulento para A. mellifera, que está causando daños muy importantes en la industria apícola. Este microsporidio posee una alta plasticidad a la hora de saltar de hospedador y una alta capacidad de adaptación a nuevos entornos, características que han favorecido su rápida dispersión. Las evidencias aportadas sobre su reproducción sexual, genes repetidos en un número de copias notable, variabilidad intragenómica y su comportamiento poblacional, suponen un nuevo reto a la hora de analizarlo.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Genética, leída el 24-02-2015