La Universidad de Barcelona participa en la secuenciación del genoma de la garrapata
Un consorcio internacional en el que participan los investigadores Julio Rozas y Alejandro Sánchez Gracia, del Instituto de Investigación de la Biodiversdad (IRBio) de la Universidad de Barcelona, ha secuenciado el genoma nuclear del Ixodes scapularis, una especie de garrapata. El estudio, publicado en Nature Communications, es el primero en el que se describe el genoma de un quelicerado —un grupo de organismos que incluye las arañas, las garrapatas o los ácaros, entre otros— con importancia en salud pública y en veterinaria.
Un consorcio internacional en el que participan los investigadores Julio Rozas y Alejandro Sánchez Gracia, del Instituto de Investigación de la Biodiversdad (IRBio) de la Universidad de Barcelona, ha secuenciado el genoma nuclear del Ixodes scapularis, una especie de garrapata. El estudio, publicado en Nature Communications, es el primero en el que se describe el genoma de un quelicerado —un grupo de organismos que incluye las arañas, las garrapatas o los ácaros, entre otros— con importancia en salud pública y en veterinaria.
Una especie relevante para la salud pública
El Ixodes scapularis es un ectoparásito —es decir, un parásito que vive en la parte exterior de su huésped— y vector de muchos patógenos, como los que causan la enfermedad de Lyme, la anaplasmosis granulocítica humana o la babesiosis, que afectan a los humanos y a otras especies de interés agropecuario.
Según apunta Julio Rozas, catedrático del Departamento de Genética e investigador ICREA Academia en el IRBio-UB, «el análisis de la información genómica obtenida proporciona recursos importantes para establecer de qué modo las garrapatas parasitan y transmiten los patógenos». En el futuro, «esto puede permitir desarrollar nuevas metodologías para controlar los vectores; por ejemplo, identificando fármacos que puedan actuar selectivamente sobre el organismo».
En la investigación se ha obtenido la secuencia genómica de la garrapata y se han determinado los genes que codifica. El genoma de esta especie está formado por 2,1 Gbp (los humanos tienen 3 Gbp), y los investigadores han identificado cerca de 20.500 genes. También han podido determinar que el genoma de la garrapata contiene una gran acumulación de ADN repetitivo, formado por copias de la misma secuencia de nucleótidos, y muchos retrotransposones —un elemento genético móvil del ADN—, que en su caso representan alrededor del 70 % del genoma.
Por otra parte, los investigadores han llevado a cabo unos primeros análisis de la estructura genómica de la especie, de familias de genes importantes en la biología y procesos específicos del parasitismo, y han realizado un análisis poblacional. Rozas remarca que, «fundamentalmente, el estudio proporciona recursos para determinar la base genética del parasitismo, de la preferencia de huéspedes, o de las infecciones de virus que transmite la garrapata».
El sistema quimiosensorial, clave en el reconocimiento del huésped
El equipo de la Universidad de Barcelona ha tenido un papel relevante en este trabajo de investigación y ha coordinado la sección de estudio del sistema quimiosensorial de la garrapata, concretamente en relación con las familias de genes del gusto y el olfato. Según el investigador Alejandro Sánchez Gracia (IRBio-UB), «estudiar la evolución de estas familias de genes del sistema quimiosensorial es muy importante para conocer la biología de estas especies, dado que participan en el reconocimiento del huésped».
Los datos confirman que en estos organismos el sistema olfatorio está basado en familias de genes distintos a los de los de insectos. «De hecho, sabemos que los quelicerados (ácaros, garrapatas y arañas), los miriápodos (ciempiés) y los insectos colonizaron la Tierra de forma independiente, y fue en estas transiciones cuando se originaron, como una innovación evolutiva, los sistemas olfatorios de estas especies», apunta Rozas. «Lo que hemos visto es que, a lo largo de la evolución, los quelicerados han seguido estrategias moleculares diferentes para adaptarse a la detección de nuevas moléculas químicas (odorantes)», concluye el investigador.
Los investigadores han determinado que no existen miembros de las familias de los receptores olfativos típicos de insectos (OR), ni de las proteínas de unión a odorantes (OBP o CheB), y solo han identificado una proteína de la familia quimiosensorial (CSP). Por otra parte, el genoma del Ixodes contiene 62 genes de receptores gustativos (GR) y veintinueve receptores ionotrópicos y de glutamato ionotrópicos (IR/iGluR), todos ellos implicados en la percepción de las señales químicas en insectos.
En el trabajo, liderado por la Universidad de Purdue (Indiana, EE. UU.), también han participado investigadores de la Universidad Pompeu Fabra, el Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (Ciudad Real), el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (Madrid) , la Universidad de Santiago de Compostela y el Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago de Compostela.
El proyecto está financiado por instituciones estadounidenses: los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas y el Departamento de Salud y Servicios Humanos.
Referencia del artículo:
Gulia-Nuss, M. et al. «Genomic insights into the Ixodes scapularis tick vector of Lyme disease». Nature Communications, febrero de 2016. Doi: 10.1038/NCOMMS10507