Hace cientos de millones de años, los microbios y las plantas podrían haber dado a los insectos una ventaja evolutiva al pasarles genes a través de la transferencia horizontal de genes.
por Cell Press
En un estudio publicado en la revista Cell el 18 de julio, los investigadores informan que más de 1400 genes en 218 especies de insectos, incluidas mariposas y polillas, se originaron a partir de bacterias, virus, hongos y plantas. El estudio argumenta que estos genes podrían haber sido esenciales para la evolución de los insectos al permitirles desarrollar rasgos beneficiosos en el comportamiento de apareamiento, la nutrición, el crecimiento y la adaptación a los cambios ambientales.
La transferencia horizontal de genes (HGT) es bastante común entre los microbios. Por ejemplo, las bacterias usan este mecanismo para transmitir genes de resistencia a los antibióticos entre especies, pero los científicos más recientemente han estado observando sistemáticamente el fenómeno entre insectos y microbios o plantas.
“Estudios anteriores han demostrado que HGT puede haber contribuido a la biodiversidad de los insectos, pero nadie sabía qué papel juega en este proceso”, dice el autor principal Xing-Xing Shen, biólogo evolutivo de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, China. “Dado que hay muchos genomas de insectos de alta calidad disponibles para nuestro análisis, pensé que ahora es un buen momento para investigar sistemáticamente qué tan prevalente es la HGT en los insectos”.
El equipo de Shen en la Universidad de Zhejiang comenzó este proyecto en colaboración con Antonis Rokas, un biólogo evolutivo de la Universidad de Vanderbilt, reuniendo 218 muestras de genomas de insectos de alta calidad que representan 11 de 19 órdenes de insectos ricos en especies. Con los datos, pudieron dibujar un árbol evolutivo , identificar genes fuera de lugar que se encuentran más comúnmente en genomas no animales y examinar qué factores contribuyen al destino de HGT en insectos.
“Había eventos HGT en todas partes que miramos”, dice Shen. “Sin embargo, no sabemos si estas transferencias de genes son beneficiosas para los insectos, o incluso las funciones de la mayoría de estos genes”, dice Shen. Reclutó la ayuda de otro experto, Jianhua Huang, que estudia las funciones de los genes de insectos en la Universidad de Zhejiang.
“Shen entró en mi oficina con una lista de más de 1400 genes y tuvimos que decidir por dónde empezar”, dice Huang. El equipo decidió validar la función del gen extraño más prevalente sin funciones conocidas en insectos: LOC105383139.
“Este gen se introdujo horizontalmente en casi todas las polillas y mariposas de un donante del género bacteriano Listeria”, informan en el estudio, lo que significa que este gen ha persistido en el genoma desde la época del ancestro común de las polillas y las mariposas hace más de 300 años. hace millones de años
Decidieron eliminar este gen antiguo de las polillas de espalda de diamante, una plaga que afecta al brócoli y al repollo, y observar qué tipo de funciones tiene. “Sorprendentemente, vimos que las polillas que carecen de este gen no pueden producir muchos huevos viables”, dice Huang. “Luego, descubrimos que el gen influye en el comportamiento de cortejo masculino”.
El grupo planea investigar más sobre los mecanismos detrás de cómo este gen ayuda a los insectos a aparearse de manera más efectiva y si puede explotarse como una herramienta de control de plagas.
Más información: Yang Li et al, HGT está muy extendida en insectos y contribuye al cortejo masculino en lepidópteros,
Cell (2022). DOI: 10.1016/j.cell.2022.06.014
