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22.12.2016

Describen la edad y las estrategias que han propiciado el éxito evolutivo de la bacteria Wolbachia

Un ejemplar de la abeja <i>Nomada leucophthalma</i>, uno de los hospedadores que han utilizado para averiguar el origen y desarrollo de la bacteria Wolbachia./ Christian Venne

 Wolbachia e el organismo simbionte de animales que más se ha extendido por todo el planeta

Estar en el lugar adecuado en el momento preciso. Esa ha sido la clave del éxito evolutivo de la bacteria Wolbachia que utiliza como hospedadores a cerca del 40% de las especies de artrópodos y algunos nematodos. El estudio, en el que participan investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) y de la Universidad de Liverpool, demuestra que esta bacteria intracelular apareció hace al menos 200 millones de años. A lo largo de este tiempo los diferentes linajes han evolucionado junto a sus hospedadores actuando unas veces como parásito y otras estableciendo una relación de simbiosis.


Wolbachia modifica el comportamiento de su hospedador influyendo en su capacidad reproductiva en su propio beneficio. Sin embargo, a veces Wolbachia también proporciona ventajas a su hospedador, como por ejemplo una fertilidad más alta o mejoras en el sistema inmune. Pese a que la secuencia de su genoma apenas ha variado, ha sido capaz de dispersarse por todo el planeta desarrollando diferentes estrategias en función de su hospedador.


"Una de las curiosidades de Wolbachia es que la relación con sus hospedadores varía en cada especie. A veces la bacteria resulta indispensable para la vida, como ocurre con las chinches, Cimex lectularius, que sin la bacteria no son capaces de sintetizar la vitamina B y mueren; otras, sin embargo, actúan como parásitos ocasionándoles un perjucio, es el caso de numerosas especies de escarabajos, mariposas y moscas", explica Christoph Bleidorn, investigador del MNCN. Esta capacidad ha convertido a Wolbachia en el organismo simbionte de animales que más se ha extendido por todo el planeta.


En el trabajo han analizado las relaciones de parentesco o filogenia de la bacteria así como su reloj molecular [han averiguado cuándo se originó] a través de su presencia en un grupo de abejas del género Nomada. Hay distintos grupos de Wolbachia cuya diferenciación coincidió con el momento de la gran dispersión de especies que se produjo al final del Triasico (hace unos 200 millones de años) lo que le permitió diseminarse por todo el globo con ayuda de sus hospedadores mayoritarios, los artrópodos, grupo enormemente diversificado.


Además, los análisis de las secuencias genómicas completas de Wolbachia muestran una evolución extremadamente lenta. "Es sorprendente lo despacio que evoluciona su genoma frente a la alta adaptabilidad y el éxito evolutivo de este grupo. Es posible que estas bacterias sean capaces de importar nuevos genes en sus genomas, lo que puede ser ventajoso para establecer una simbiosis con sus huéspedes", explica Bleidorn.


El uso de Wolbachia contra el zica o el dengue


El trabajo proporciona valiosa información de la evolución y organización genómica de Wolbachia y tiene importantes aplicaciones. Wolbachia podría actuar como aliado en la lucha contra enfermedades como el dengue o el zica. Al manipular el comportamiento de su hospedador, esta bacteria es capaz de protegerle de posibles infecciones víricas. Ambas capacidades convierten a Wolbachia en idónea para librar a una población de hospedadores no infectada (por ejemplo de mosquitos) de virus como el zica, dengue o la fiebre amarilla.


Ya se han desarrollado algunas estrategias para controlar poblaciones de mosquitos. En Australia se han hecho experimentos con resultados muy prometedores para evitar la dispersión y contagio de estos virus entre la población humana.

 

M. Gerth and C. Bleidorn (2016) Comparative genomics provides a timeframe for Wolbachia evolution and exposes a recent biotin synthesis operon transfer. Nature Microbiology DOI: 10.1038/NMICROBIOL.2016.24.1

 

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