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El genoma más pequeño
Investigadores españoles secuencian el genoma más pequeño de un
organismo capaz de dar soporte a la vida celular
Es el de la bacteria 'Buchnera aphidicola", que se encuentra en el
pulgón del cedro 'Cinara cedri'
WASTE MAGAZINE

El pulgón del cendro en el que se encuentra la bacteria
Buchnera aphidicola
Bacteriocitos en cuyo interior se encuentra la bacteria
Carsonella, investigación llevada a cabo en Arizona por
científicos norteamericanos
Europa Press / Ideal
12 octubre 2006 - Investigadores españoles del Instituto
Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universidad
de Valencia han conseguido secuenciar el conjunto de genes más
pequeño que se conoce capaz de dar soporte a la vida celular, el
de la bacteria 'Buchnera aphidicola'. La investigación, que
muestra el proceso evolutivo de este organismo que podría
dirigirse a una extinción natural, se publica esta semana en la
revista 'Science'.
Genoma de la bacteria Buchnera aphidicola
Según explicó a Europa Press Amparo Latorre, directora de la
investigación, lo más novedoso del estudio es la posibilidad de
poder observar un proceso evolutivo en marcha. El genoma
secuenciado por los investigadores españoles es un genoma mínimo
que puede aportar ideas al intento de construir una célula
"mínima".
La investigación, que forma parte de la tesis doctoral de Vicente
Pérez Brocal, muestra que la evolución del genoma ha llevado al
organismo a perder genes esenciales para su relación de simbiosis
con el huésped en el que se aloja, el pulgón del cedro '
Cinara
cedri', y que esto puede llevarle a la extinción ya que
otros organismos cohabitantes están asumiendo sus funciones.
La relación entre el pulgón '
Cinara cedri' y la bacteria '
Buchnera
aphidicola' se inició hace aproximadamente 200 millones de
años. En esta relación de simbiosis, un fenómeno biológico muy
común en el que las especies se asocian para cooperar y repartir
recursos, el pulgón suministra a la bacteria un ambiente estable
y, a su vez, la bacteria le suministra nutrientes básicos que éste
no puede tomar de su dieta, principalmente aminoácidos esenciales.
Competencia entre bacterias
El pulgón del cedro 'Cinara cedri' contiene, además de 'Buchnera',
el endosimbionte primario, un segundo tipo de bacteria simbionte
del género 'Serratia'. Comparado con otros genomas secuenciados
del género Buchnera, el de 'B. aphidicola BCc' es el más pequeño
en longitud y el que contiene menos genes: sólo 362, unos 200
menos que las otras 'Buchneras' y representa el conjunto más
pequeño que se conoce capaz de dar soporte a la vida celular.
"El análisis de los genes perdidos nos ha deparado muchas
sorpresas, pero quizá la más relevante es que esta bacteria ya no
puede sintetizar el aminoácido triptófano, por lo que ya no se lo
puede suministrar al pulgón. Es por ello que decimos que está
perdiendo su papel en la simbiosis", explica Latorre.
Los investigadores piensan que la segunda bacteria, 'Serratia'
está suministrando el triptófano y posiblemente otros metabolitos
perdidos en 'Buchnera' no sólo al pulgón, sino a la propia
'Buchnera'. Los análisis evolutivos que los científicos españoles
han hecho de los genes que aún se conservan indican que éstos
están evolucionando muy rápidamente acumulando muchas mutaciones.
"El destino final de 'Buchnera' podría ser la extinción y el
reemplazamiento por la otra bacteria", concluye Latorre.
Uno de los principales objetivos que se plantean los
investigadores españoles es determinar el genoma de 'Serratia',
para ver si, efectivamente esta bacteria está reemplazando a
'Buchnera' o, por el contrario también ha perdida alguna función
esencial. En este caso se trataría de un ejemplo de
complementación, ya que las dos bacterias se necesitarían para
sobrevivir y para cumplir su papel en la simbiosis.
Un objetivo global del grupo de investigadores es tratar de
comprender por qué cuando una bacteria de vida libre entra en otro
organismo, en este caso un insecto, el resultado final es que se
convierta en un parásito, con efectos claramente negativos sobre
el hospedador, o en un simbionte, con un efecto beneficioso.
El caso de 'B. aphidicola BCc' es el de una simbiosis en un
proceso extremo de reducción. Los científicos se encuentran
también estudiando el genoma de un simbionte que ha entrado
recientemente en un insecto y que presenta un genoma aún no
reducido.
Junto a la investigación de los españoles, la revista 'Science'
publica otro estudio dirigido por la Universidad de Arizona en
Tucson (Estados Unidos) en el que los investigadores describen la
secuencia de otra de estas bacterias simbiontes que viven dentro
de otros organismos: la 'Carsonella ruddii'.
El genoma de 'Carsonella ruddii', que vive en insectos que se
alimentan de savia, es de unos 160 kilobases de largo. En el
genoma de 'Carsonella', que posee muchos genes que se solapan y
algo de basura de ADN, faltan muchos genes considerados esenciales
para la vida. Los resultados de su análisis genómico sugieren que
la bacteria 'Carsonella' podría estar perdiendo su estatus de
organismo real y estar convirtiéndose en un componente más de la
célula del huésped.
La investigación española ha sido llevada a cabo en el Instituto
Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat
de València, dirigida por la profesora de genética Amparo Latorre
y forma parte de la tesis doctoral de Vicente Pérez-Brocal
(becario de investigación). El estudio ha sido codirigida por la
doctora Rosario Gil (investigadora del programa Ramón y Cajal) y
en él han colaborado José Manuel Michelena (profesor de
entomología), Francisco J. Silva (profesor de Genética) Andrés
Moya (catedrático de Genética y director del Instituto
Cavanilles), Araceli Lamelas (Becaria de Investigación), Marina
Postigo (técnico de investigación del Centro de Astrobiología) y
Silvia Ramos (técnico de investigación del Instituto Cavanilles).
El trabajo ha contado con el apoyo del Servicio de Secuenciación
de la Universitat de Valéncia.
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