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Descifran el genoma de la luciérnaga y conocen el origen de la bioluminiscencia

Un equipo internacional del que participa el INTA logró secuenciar el genoma de dos especies de insectos que poseen esta caracteristica. Ahora buscan acelerar las aplicaciones biotecnológicas de la bioluminiscencia.

05.12.2018 | Por Xavier Hernández
Xavier
Hernández

Las luciérnagas y sus cortejos luminosos han captado la atención de los científicos durante años al igual que la luciferasa, una enzima de bioluminiscencia utilizada en laboratorios de todo el planeta y que se encuentra en esta especie de escarabajos.

De acuerdo con la revista RIA que publica el INTA, investigadores del instituto participan de un equipo internacional de expertos que logró secuenciar el genoma de dos especies de insectos bioluminiscentes. Este conocimiento permitirá acelerar el descubrimiento de nuevas enzimas para mejorar las aplicaciones biotecnológicas de la bioluminiscencia.

Se logró secuenciar y ensamblar los genomas de dos especies de luciérnagas y el de un escarabajo luminoso, además de que se descubrió cómo evolucionó la bioluminiscencia” señaló Humberto Debat, biólogo del Instituto de Patología Vegetal en el Centro de Investigaciones Agropecuarias del INTA -Córdoba.

Los cientificos secuenciaron los genomas de la luciérnaga norteamericana (Photinus pyralis) y la japonesa “heike-botaru” (Aquatica lateralis). Ademas compararon el origen de la bioluminiscencia en las luciernagas con el genoma del escarabajo elatérido cucubano (Ignelater luminosus).  “Los resultados abren la puerta a nuevas aplicaciones biotecnológicos” señalaron desde el INTA.

Al parecer, las luciérnagas y el escarabajo cucubano están estrechamente relacionados ya que ambos usan luciferina y luciferasas similares para producir la bioluminiscencia. Los científicos sugieren que esta caracteristica estaba presente en el antepasado común de las dos familias.

El trabajo no solo se enfocó en los genomas de las luciérnagas, sino también en su holobioma, es decir, el conjunto de microorganismos asociados a estos insectos. La información genómica generada produjo secuencias de bacterias que viven dentro de las células de la luciérnaga y que participan en el proceso de iluminación o de la producción de potentes sustancias químicas de defensa.

Además el trabajo permitió descubrir “los dos primeros virus que infectan a luciérnagas, parientes lejanos del virus de la gripe”, explicó Debat, quien fue responsable de identificar y caracterizar estos nuevos virus y encontrar marcas en el genoma de las luciérnagas que indican que estos virus se han integrado ancestralmente al genoma del insecto.

“Los virus encontrados son de la misma familia que los Influenzavirus, que causan la gripe en humanos, sin embargo, poseen un genoma de RNA segmentado más simple y caracteres distintivos que los agruparían dentro de un nuevo género. Es interesante que existen más de 2.000 especies de luciérnagas y estos sean los primeros virus reportados en la literatura que las infectan”, indicó Debat.

Diversas características de los virus identificados, como sus bajos niveles de expresión, su presencia en todos los órganos del insecto y ausencia de síntomas en luciérnagas infectadas, sugieren que “estos elementos virales endógenos podrían funcionar de manera similar a una vacuna genómica, que prevendría que las luciérnagas no se enfermen de ‘gripe’”, puntualizó el investigador.

“Encontramos virus similares a estos, aun no reportados, que infectan insectos de interés agropecuario como el gorgojo de arroz, la langosta migratoria, el escarabajo de la patata, la polilla Mythimna separata plaga del maíz, o la mosca peste de la fruta Bactrocera dorsalis, entre otros; lo cual podría ser de importancia para el sector desde una perspectiva de control biológico”, destacó Debat

El conocimiento sobre los genes, las defensas químicas, los simbiontes y parásitos que evolucionaron junto con el estilo de vida luminoso de estas tres especies, facilitará el desarrollo de herramientas genómicas efectivas para el estudio de otros insectos y permitirá monitorear como proteger las poblaciones de escarabajos bioluminiscentes frente al cambio climático y de hábitats.

 

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