Il nuovo elemento del DNA del cellulare in Wolbachia può contribuire alle strategie migliori del controllo di malattie

Gestire le malattie trasmesse dalle zanzare, quali febbre rompiossa o il virus del Nilo occidentale, è stato storicamente difficile dovuto una mancanza di efficaci vaccini e di preoccupazioni circa l'impatto ambientale degli insetticidi. Quindi, gli scienziati si sono girati verso la manipolazione del Wolbachia, un batterio parassitario all'interno delle zanzare, come modo gestire la forma fisica riproduttiva delle popolazioni della zanzara che trasmettono la malattia umana.

In un nuovo studio nelle comunicazioni della natura, un gruppo internazionale compreso gli scienziati dal laboratorio biologico marino (MBL) e l'università di Chicago hanno identificato un nuovo elemento del DNA del cellulare in Wolbachia, che può contribuire alle strategie di controllo migliori per i vettori della zanzara della malattia.

Piombo da Julie Reveillaud dell'AICN, della Francia e di Sara Bordenstein della Vanderbilt University, i ricercatori hanno ricostruito i genoma quasi-completi di Wolbachia hanno isolato dalle diverse ovaie di quattro zanzare di culex pipiens. Nel trattamento, hanno identificato un plasmide novello -- un pezzo circolare di DNA che può ripiegare indipendentemente dai cromosomi. Un plasmide è un elemento del DNA del cellulare, significarlo può trasferire da una cella ad un altro e può avere grandi implicazioni per la forma fisica e l'evoluzione dell'specie microbiche. dovuto l'abilità degli elementi genetici mobili alla diffusione attraverso le celle differenti di Wolbachia e così attraverso una popolazione di Wolbachia, tengono la promessa per le popolazioni gestenti della zanzara che possono portare la malattia.

“I nostri dati indicano che questo plasmide novello è diffuso attraverso le popolazioni naturali di Wolbachia che infettano le zanzare dei pipiens del C. nel mondo intero, che lo implica ha un ruolo essenziale. L'idea che può permettere alla trasformazione delle popolazioni di Wolbachia è semplicemente molto emozionante,„ dice l'autore senior dello studio, A. Murat Eren (Meren), un assistente universitario di medicina all'università di Chicago e un collega di MBL.

Wolbachia è trasmesso dalla madre alla prole e può influenzare il comportamento riproduttivo del suo host della zanzara. Wolbachia può modificare lo sperma così se i compagni maschii infettati con una femmina non infetta, o con una che porta uno sforzo differente di Wolbachia, embrioni non possono svilupparsi. Il meccanismo dietro questa uccisione embrionale si trova all'interno di un altro elemento genetico mobile nel genoma di Wolbachia.

“Le popolazioni di Wolbachia non si prestano per dirigere la modifica genetica. Mentre un plasmide naturale sonda molto promettente di oltrepassare quelle limitazioni, ancora non abbiamo alcuna prova per suggerire la possibilità o efficacia di qualsiasi trasformazione attraverso questo plasmide,„ Meren dice. “Abbiamo scoperto appena la sua esistenza e chi vivrà vedrà quanto utile è.„

“Altre domande emozionanti per cui non abbiamo eppure chiare risposte includere se c'è una relazione ancestrale fra il plasmide ed altri elementi genetici mobili di Wolbachia e se questi interattivi o non,„ aggiunge Reveillaud.

Questa collaborazione ha cominciato a MBL nel 2011, quando Meren e Reveillaud hanno portato il loro di calcolo e gli ambiti di provenienza molecolari di evoluzione insieme per esplorare le domande in ecologia microbica nella campata Paul del MBL concentrano. (Vedi il paletto del blog di Reveillaud circa la collaborazione.) Anni più successivamente, hanno cominciato ad esaminare la diversità genomica di Wolbachia secondo la focalizzazione sulle zanzare diverse catturate nel selvaggio, piuttosto che facendo uso della zanzara del laboratorio sforza. Con l'aiuto di ex scienziati Sara Bordenstein e Seth Bordenstein di MBL della Vanderbilt University, che hanno competenza in Wolbachia, hanno cominciato a disfare le difficoltà del genoma di Wolbachia.

Wolbachia è particolarmente difficile da studiare perché, a differenza dei batteri dissipati, non può essere coltivato nei media senza cellula. Con questa collaborazione interdisciplinare, potevamo prendere in giro a parte i genoma del host della zanzara, Wolbachia ed i sui elementi mobili,„ dice Sara Bordenstein.

Mentre i frammenti di questo plasmide novello erano comparso in Wolbachia precedente che ordina gli studi, questi frammenti non erano stati montati mai in un pezzo circolare completo e la sua natura extracromosomica non è stata riconosciuta, molto probabilmente dovuto le limitazioni di calcolo. Il gruppo poteva sormontare queste limitazioni impiegando una combinazione di strategie di avanguardia, come ordinamento genoma-risolto del a lungo read e di metagenomics.

“La piattaforma chiave di bioinformatica che ci ha permesso di studiare i metagenomes della zanzara e pangenomes di Wolbachia in questo studia e le connessioni fra gli scienziati con le abilità distinte che hanno permesso questa scoperta, sono state sviluppate al MBL,„ Meren dice. “Quasi ognuno in questo documento è collegato in qualche modo al MBL.„

Sorgente: https://www.mbl.edu/blog/new-mobile-element-found-in-mosquito-parasite-has-potential-for-disease-control/