La UB participa en el consorci internacional que ha seqüenciat el genoma del pugó

Imatge del pugó (<i>Acyrthosiphon pisum</i>) a la planta del pèssol (<i>Pisum sativum</i>), una de les seves plantes hoste. © Shipher Wu (National Taiwan University).
Imatge del pugó (Acyrthosiphon pisum) a la planta del pèssol (Pisum sativum), una de les seves plantes hoste. © Shipher Wu (National Taiwan University).
Recerca
(23/02/2010)

El genoma del pugó (Acyrthosiphon pisum), un paràsit de plantes lleguminoses que causa greus plagues agrícoles, ha estat seqüenciat per lʼInternational Aphid Genomics Consortium (IAGC), un consorci internacional que agrupa científics dʼarreu del món en què participen els investigadors Julio Rozas i Filipe G. Vieira, del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia i de lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat de la UB. El resultat és publica avui a la revista PLoS Biology.

Imatge del pugó (<i>Acyrthosiphon pisum</i>) a la planta del pèssol (<i>Pisum sativum</i>), una de les seves plantes hoste. © Shipher Wu (National Taiwan University).
Imatge del pugó (Acyrthosiphon pisum) a la planta del pèssol (Pisum sativum), una de les seves plantes hoste. © Shipher Wu (National Taiwan University).
Recerca
23/02/2010

El genoma del pugó (Acyrthosiphon pisum), un paràsit de plantes lleguminoses que causa greus plagues agrícoles, ha estat seqüenciat per lʼInternational Aphid Genomics Consortium (IAGC), un consorci internacional que agrupa científics dʼarreu del món en què participen els investigadors Julio Rozas i Filipe G. Vieira, del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia i de lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat de la UB. El resultat és publica avui a la revista PLoS Biology.

LʼA. pisum és el primer pugó que sʼha emprat en estudis genètics, atesa la  ràpida reproducció i fàcil manipulació, i és el primer cas dʼinsecte hemípter amb metamorfosi incompleta que té un genoma seqüenciat. El cicle de vida del pugó és complex, alterna cicles de reproducció sexual i asexual, i és un exemple dʼalta plasticitat fenotípica com a resposta a les condicions ambientals (polifenisme). El pugó té la particularitat, a més, de ser un insecte que conté un organisme simbiont el bacteri Buchnera aphidicola, amb el qual ha coevolucionat, i que el converteix en un excel·lent model per estudiar interaccions amb microorganismes.

«El pugó és un agent causant de plagues que provoquen greus pèrdues econòmiques en lʼagricultura» comenta el catedràtic Julio Rozas, membre del Grup de Recerca de Genètica Molecular Evolutiva de la UB. «Des del punt de vista filogenètic, és molt proper a altres espècies de pugons molt nocius per als cultius, com ara el pugó verd del presseguer i el pugó rus del blat. Conèixer el seu genoma ens pot ajudar a dissenyar mecanismes per evitar aquestes plagues i per explorar models de resistència als insecticides. Això també ens permetrà treballar en altres espècies properes filogenèticament, com ara la fil·loxera, que al final del segle xix va atacar les vinyes dʼarreu dʼEuropa i també les de Catalunya».
 

Un genoma petit que facilita la seqüenciació

Fins ara, sʼha seqüenciat el genoma dʼuna vintena dʼartròpodes a tot el món. LʼA. pisum, en concret, té un genoma haploide de dimensions petites (464 Mb), tot i que més gran que el dʼaltres insectes seqüenciats, i amb quatre cromosomes holocèntrics. El genoma del pugó sembla que té més gens que el dʼaltres insectes i mostra un grau elevat de duplicació gènica que podria explicar la gran plasticitat fenotípica del pugó. També sʼha pogut constatar que la relació entre el pugó i el bacteri simbiont B. aphidicola,  arriba a escala genètica, va més enllà dʼun elevat intercanvi de metabòlits entre els dos organismes. «És el primer genoma seqüenciat dʼun animal amb un altre ésser viu simbiont ―apunta Rozas― això ens proporciona un model genètic dʼestudi de coordinació de productes gènics entre hoste i simbiont».
 

Genètica del sistema que capta els senyals olfactius

Lʼequip científic de la UB, que també va participar en la seqüenciació del genoma de la mosca Drosophila, ha analitzat amb tècniques bioinformàtiques els gens relacionats amb el sistema de quimiorecepció de lʼinsecte, en particular, amb les famílies multigèniques de les proteïnes dʼunió a odorants (OBP) i de les quimiosensorials (CSP). «El sistema quimioreceptor de lʼinsecte ―afirma Rozas― és bàsic per reconèixer lʼentorn i reaccionar als senyals químics de lʼentorn ambiental, trobar aliment, reproduir-se, nodrir-se, etc.» La família de les OBP tenen un paper essencial en el procés de la captació dels senyals olfactius: són el primer punt de contacte entre lʼinsecte i el medi extern, i modulen la relació de lʼinsecte amb el seu entorn ambiental. Lʼequip de la UB, que estudia la dinàmica evolutiva dʼaquesta família de gens en diversos organismes, ha descobert que el pugó té menys gens codificadors de les OBP en comparació amb altres espècies dʼinsectes.
 

El treball de recerca també revela que lʼevolució dʼaquestes famílies de gens sʼajusta al model denominat «de naixement» i «de mort», un procés evolutiu molt dinàmic de generació i de pèrdua contínua de gens. «Una de les grans descobertes del treball és aquest important recanvi de gens, que podria tenir una gran importància biològica per a lʼadaptació de les espècies» explica Rozas. «El model de naixement i mort, amb gens que neixen per duplicació i que es perden per delecció del genoma, podria ser un fenomen molt més important del que es pensava fa pocs anys». En opinió dels experts, conèixer el genoma del pugó pot ajudar al desenvolupament de insecticides específics i a definir estratègies per evitar la infecció del pugó en cultius, i obrirà noves portes a altres estudis en espècies afins des del punt de vista evolutiu.

 

Un genoma desxifrat per un consorci internacional

LʼInternational Aphid Genomics Consortium (IAGC) es va crear a París el 2003 i està constituït per equips investigadors dʼarreu del món. Es proposa com a objectiu desenvolupar estudis dels pugons o àfids com a model de referència a escala molecular, cel·lular, i biològica, tal com sʼha fet amb altres insectes model en genètica i evolució (Drosophila, etc). En el consorci, liderat per un equip de lʼHuman Genome Sequencing Center del Baylor College of Medicine (Houston), hi participen lʼequip de la Universitat de Barcelona i altres experts del Centre de Regulació Genòmica (CRG-UPF), la Universitat de València, i la Conselleria de Sanitat de la Generalitat Valenciana, entre dʼaltres.
 

Enllaç a lʼarticle:

 

 Genome Sequence of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum.

The International Aphid Genomics Consortium. PLoS Biology, número de Febrer de 2010.