Spiroplasma poulsonii son bacterias del género Spiroplasma que comúnmente son endosimbiontes de moscas. [1] Estas bacterias viven en la hemolinfa (sangre de insectos) de las moscas, donde pueden actuar como manipuladores reproductivos o simbiontes defensivos.
| Espiroplasma | |
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| Especies: | S. poulsonii |
Biología
Spiroplasma poulsonii es un simbionte de transmisión materna, lo que significa que se hereda principalmente a través de la línea germinal femenina. Esto implica la cooptación de las proteínas de la yema de mosca, que permiten que el simbionte ingrese al ovario en desarrollo. [2] En la hemolinfa de la mosca, S. poulsonii se alimenta de lípidos como su principal fuente de alimento. [3]
Matanza de hombres
La cepa MSRO de S. poulsonii de Drosophila melanogaster mata los óvulos de D. melanogaster fertilizados por espermatozoides que llevan Y. [4] Este modo de manipulación reproductiva beneficia al simbionte ya que la mosca hembra tiene una mayor producción reproductiva que los machos. Por lo tanto, al aumentar el número de hijas que produce la madre mosca, el simbionte aumenta su capacidad de propagarse a través del aumento de la producción reproductiva de las moscas hembras. La matanza de machos requiere la presencia de un proceso funcional de compensación de dosis en su mosca huésped. [5] La base genética de esta matanza masculina se descubrió en 2018, y el gen llamado "SpAID" para " Spiroplasma poulsonii AndrocIDin", en línea con estudios previos que se referían al factor entonces desconocido como la androcidina de S. poulsonii. SpAID aprovecha la maquinaria de compensación de la dosis del huésped que daña el ADN del cromosoma X masculino, lo que provoca una falla del cromosoma X masculino para organizar y modelar su estructura de cromatina. [6]
El descubrimiento de SpAID resolvió un misterio que se remonta a la década de 1950 sobre cómo las bacterias se dirigían a las células masculinas específicas. En una entrevista con el Global Health Institute, el Dr. Toshiyuki Harumoto dijo: "Hasta donde sabemos, Spaid es la primera proteína efectora bacteriana identificada hasta la fecha que afecta la maquinaria celular del huésped de una manera específica por sexo ..." [6]
Simbiosis defensiva
La cepa de S. poulsonii de Drosophila neotestacea puede defender a su huésped del ataque de nematodos y avispas parásitas. [7] Esta defensa es lo suficientemente importante como para que S. poulsonii se haya extendido hacia el oeste a través de América del Norte debido a la presión selectiva impuesta por el parásito nematodo esterilizante Howardula aoronymphium . [8]
El mecanismo a través del cual S. poulsonii protege a las moscas de los nematodos y las avispas parásitas se basa en la presencia de toxinas llamadas proteínas inactivadoras de ribosomas (RIP), similares a la sarcina o la ricina . Estas toxinas depurinan un sitio de adenina conservado en el ARN ribosómico eucariota 28s llamado bucle Sarcin-Ricin al escindir el enlace N-glicosídico entre la columna vertebral del ARNr y la adenina, [9] [10] dejando una firma de ataque RIP en el ARN de nematodos y avispas . Spiroplasma poulsonii probablemente evita dañar su mosca huésped al llevar complementos específicos de parásitos de toxinas RIP codificadas en plásmidos bacterianos. Esto permite que los genes de las toxinas RIP se muevan fácilmente entre especies mediante transferencia horizontal de genes , ya que los RIP de D. neotestacea Spiroplasma son compartidos por Spiroplasma de otras moscas que se alimentan de hongos, como Megaselia nigra . [11] La cepa de S. poulsonii de Drosophila melanogaster también puede atacar a las avispas parasitoides, pero su impacto en la supervivencia de la mosca huésped es variable y depende de las especies y cepas de avispas. [12] [13]
Referencias
- ^ Williamson, DL y col., Spiroplasma poulsonii sp. nov., una nueva especie asociada con la letalidad masculina en Drosophila willistoni, una especie neotropical de mosca de la fruta (1999) https://doi.org/10.1099/00207713-49-2-611
- ^ Herren, JK; Paredes, JC; Schupfer, F .; Lemaitre, B. (2013). "Transmisión vertical de un endosimbionte de Drosophila a través de la cooptación de la maquinaria de internalización y transporte de la yema" . mBio . 4 (2). doi : 10.1128 / mBio.00532-12 . PMC 3585447 . PMID 23462112 .
- ^ Herren, Jeremy K .; Paredes, Juan C .; Schüpfer, Fanny; Arafah, Karim; Bulet, Philippe; Lemaitre, Bruno (2014). "La proliferación de endosimbiontes de insectos está limitada por la disponibilidad de lípidos" . eLife . 3 : e02964. doi : 10.7554 / eLife.02964 . PMC 4123717 . PMID 25027439 .
- ^ Montenegro, H et al. Spiroplasma que mata a los machos que infecta naturalmente a Drosophila melanogaster (2005) https://doi.org/10.1111/j.1365-2583.2005.00558.x}
- ^ Veneti, Z et al. Un complejo funcional de compensación de dosis requerido para la matanza de machos en Drosophila (2005) 10.1126 / science.1107182
- ^ a b Harumoto, Toshiyuki; Lemaitre, Bruno (2018). "Toxina mata machos en un simbionte bacteriano de Drosophila" . Naturaleza . 557 (7704): 252-255. Código Bibliográfico : 2018Natur.557..252H . doi : 10.1038 / s41586-018-0086-2 . PMC 5969570 . PMID 29720654 .
- ^ Haselkorn, Tamara S .; Jaenike, John (2015). "Persistencia macroevolutiva de endosimbiontes hereditarios: Adquisición, retención y expresión de fenotipos adaptativos en Spiroplasma ". Ecología molecular . 24 (14): 3752–3765. doi : 10.1111 / mec.13261 . PMID 26053523 .
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- ^ Ballinger, Matthew J .; Gawryluk, Ryan M R .; Perlman, Steve J. (2018). "Toxina y evolución del genoma en una simbiosis defensiva de Drosophila" . Biología y evolución del genoma . 11 : 253-262. doi : 10.1093 / gbe / evy272 . PMC 6349354 . PMID 30576446 .
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