Descubren una nueva familia génica de proteínas antimicrobianas en la cucaracha germana

(De izquierda a derecha): Amparo Latorre, Carlos García-Ferris, Francisco J. Silva y María Muñoz-Benavent.Investigadoras del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, centro mixto de la Universitat de València (UV) y del CSIC), ha descubierto una nueva familia génica de péptidos (pequeñas proteínas) antimicrobianas –las Blatelicinas– en la cucaracha germana (Blattella germanica). El estudio, publicado en la revista Scientific Reports, puede ayudar a comprender cómo estos insectos pueden vivir en entornos insalubres y defenderse de los patógenos fúngicos y bacterianos que pueden encontrar, con lo cual se evita matar a los diferentes tipos de organismos simbióticos beneficiosos que albergan.

El grupo de Genética Evolutiva del I2SysBio han caracterizado el repertorio de genes de péptidos antimicrobianos en la Blattella germanica y han descubierto la presencia de una nueva familia génica de estos, las Blatelicinas. Estas son unas proteínas más grandes que otros péptidos antimicrobianos y con nuevas características, como la presencia de una región rica en los aminoácidos glutamina y ácido glutámico.

“La cucaracha germana es una de las especies de cucarachas más exitosa como plaga urbana asociada a las poblaciones humanas. El trabajo muestra que uno de los factores que han contribuido a su éxito sería el aumento del número de genes que codifican proteínas antimicrobianas. También, la presencia de Blatelicinas, la nueva familia de proteínas antimicrobianas, podría aportar una mayor efectividad frente a algunos patógenos”, destaca Francisco J. Silva.

La función de estas nuevas proteínas es desconocida, pero podrían ser proteínas antimicrobianas de mayor eficacia o favorecer la formación de poros en la membrana del endosimbionte, lo cual facilita la transferencia de metabolitos a las células del insecto. Las cucarachas tienen una rica microbiota en el intestino que beneficia su salud, donde destaca una bacteria endosimbionte (Blattabacterium cuenoti) en las células del cuerpo graso que aporta vitaminas y aminoácidos y participa en el almacenamiento y la obtención del nitrógeno.

De este modo, los genes de las Blatelicinas, que han evolucionado recientemente a partir de los genes de las Atacinas –otro tipo de péptidos antimicrobianos–, podrían contribuir a la defensa frente a los patógenos fúngicos y bacterianos. Este hecho explicaría la adaptación de estos insectos a entornos tan insalubres y también su menor afección a la microbiota beneficiosa de la Blattella germanica.

La investigación también analiza la producción de los diferentes péptidos antimicrobianos a lo largo del desarrollo, lo que ha permitido reforzar la importancia de las Blatelicinas, pues se ha visto que en la Blattella germanica estas muestran los niveles más altos, pero solo se producen en la etapa adulta. “La descripción de todos los genes de los péptidos antimicrobianos permitirá identificar los tejidos donde se expresan y cuáles son importantes para la relación de la cucaracha con sus simbiontes bacterianos y la resistencia a los diferentes tipos de microbios patógenos”, afirma Silva.

En el estudio han participado Francisco J. Silva y Amparo Latorre (catedrático y catedrática de Genética de la Universitat de València y miembros de la fundación FISABIO), Carlos García-Ferris (profesor titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular), y María Muñoz-Benavent (investigadora predoctoral). La investigación ha contado con el respaldo económico del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España y la Generalidad Valenciana, a través del programa Prometeo.

Referencia bibliográfica

Silva, F. J., Muñoz-Benavent, M., García-Ferris, C. and Latorre, A. Blattella germanica displays a large arsenal of antimicrobial peptide genes. Sci Rep 10, 21058 (2020).

Fuente: UV







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