miércoles, 5 de julio de 2017

Hallado el gen que permite a la araña roja hibernar

4
<p>Ejemplar de araña roja (izq) y ya mutado (dch) / UniRioja</p>
Ejemplar de araña roja (izq) y ya mutado (dch) / UniRioja
Un grupo de investigadores, en el que participa Miodrag Grbic, investigador de la Universidad de la Rioja, ha hallado el gen procedente de hongos que permite hibernar a la araña roja, convirtiéndola en una plaga global capaz de soportar los inviernos fríos.
Este hallazgo, posible gracias a la tecnología innovadora en análisis genómico desarrollada por el ‘Consorcio Araña Roja’ que dirige Grbic, se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Para un arácnido como la araña roja (Tetranychus urticae) es vital poder hibernar. Cuando llegan las bajas temperaturas, los animales que no son capaces de hacerlo sucumben. La plaga de este ácaro, formada por individuos del tamaño de una coma, afecta masivamente a decenas de cultivos, provocando daños cuyo valor asciende a 1.000 millones de euros anuales.
La clave de esa capacidad de hibernar ha sido descubierta por un grupo de científicos de diversos países (Bélgica, Holanda, Estados Unidos, Grecia, Canadá y España), entre los que figura Miodrag Grbic, investigador de la Universidad de La Rioja (UR) en el Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV), instituto mixto de la UR, Gobierno de La Rioja y CSIC; y de la Universidad de Western Ontario (Canadá).
¿Cuál es esa clave?
Para lograr la hibernación la araña roja ha mostrado una insólita capacidad para sintetizar carotenoides gracias a un gen procedente de hongos, lo que le permite -al final de la cadena de señales que inducen a la hibernación- producir proteínas anticongelantes que le ayudan a sobrevivir bajas temperaturas. Este es el gran hallazgo del profesor Grbic y su equipo.
Para lograr la hibernación la araña roja ha mostrado una insólita capacidad para sintetizar carotenoides gracias a un gen procedente de hongos
Los carotenoides son moléculas presentes en diversos organismos con distintas funciones (entre ellas la protección de estrés oxidativo, procesos de visión y producción de colores). Plantas, bacterias y hongos pueden producirlos de manera autónoma (gracias a sus sistemas genéticos), mientras que los animales, que no pueden sintetizarlos, los obtienen de forma indirecta a través de su dieta, vía nutrición.
Mediante técnicas punteras de análisis genómico, establecidas por el ‘Consorcio Araña Roja’ que dirige Grbic, los científicos han descubierto en el genoma de este ácaro un gen procedente de hongos que le permite la síntesis de carotenoides. No se sabe cómo la araña roja ha adquirido esos genes, que se les cree también responsables del color rojo del que viene su nombre, entre otras funciones.
El color rojizo típico en esta araña no está presente en individuos aislados en laboratorios de Holanda y Japón, donde diversas mutaciones producen un ácaro albino. A este ácaro mutante no le es posible hibernar entrando en diapausa, estado fisiológico de reposo en insectos. Esa capacidad de la araña roja para entrar en diapausa e hibernar desempeña un papel fundamental para la distribución global de esta plaga.
En el artículo de referencia publicado en la revista PNAS, los investigadores explican cómo han empleado el método denominado “bulk segregant analysis” para mapear la mutación en los genes, utilizando cruces genéticos entre la araña roja normal y la mutante. Esta técnica, combinada con la secuenciación de genoma y el análisis bioinformático de individuos, les ha permitido hallar el sitio exacto en que muta el genoma.
La investigación ha mostrado que el gen por el cual la araña roja se convierte en albina mutante es el phytoene desaturase, transferido horizontalmente al genoma de la araña roja y que tiene su origen en hongos. Durante los experimentos, los individuos mutados con ese gen sometidos a las condiciones adecuadas para entrar en diapausa no pudieron hacerlo, mientras que los ejemplares de araña roja normal sí.
La investigación ha mostrado que el gen por el cual la araña roja se convierte en albina mutante es el phytoene desaturase
Los investigadores concluyen que este es el gen que controla la capacidad de la araña roja para hibernar, permitiéndole sobrevivir en regiones donde las bajas temperaturas del invierno le impiden encontrar alimento y subsistir. Así, concluye Grbic, “la adquisición de los genes de los hongos por la araña roja a través de una transferencia horizontal ha permitido a esta plaga una distribución global”.
Este descubrimiento abre posibles estrategias de control de la plaga, mediante técnicas de silenciación de genes, todavía en estudio. El próximo mes de octubre el ‘Consorcio Araña Roja’ tiene previsto celebrar en Logroño un congreso, en el que se seguirá profundizando en la tecnología puntera de secuenciación de genoma establecida por Grbic, que ha permitido alcanzar este alto nivel de resolución y análisis genético. 
El consorcio internacional liderado por Mike Grbic desveló, en noviembre de 2011, la secuencia completa del genoma de la araña roja, en un artículo publicado por la revista Nature. El grupo de investigación de Grbic fue también responsable de señalar el posible valor de la seda que producen estos ácaros, un nanomaterial extremadamente ligero.
Referencia bibliográfica:
"Disruption of a horizontally transferred phytoene desaturase abolishes carotenoid accumulation and diapause in 'Tetranychus urticae'" Proceedings of the National Academy of Sciences
Zona geográfica: España