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Un estudio podría llevar al poder sobre el gusano barrenador del Nuevo Mundo


Los científicos han tenido durante mucho tiempo un nombre para un insecto espantoso que se alimenta de la carne viva de los mamíferos de sangre caliente: C. hominivorax, que en latín significa «devorador de hombres». Pero ahora tienen el número del parásito.


por Dee Shore, Universidad Estatal de Carolina del Norte


En un artículo publicado esta semana en la revista Communications Biology , investigadores de todo Estados Unidos y más allá describen el ensamblaje y análisis del genoma del gusano barrenador del Nuevo Mundo, un mapa de los 534 millones de pares de bases de ADN de la mosca.

Max Scott, profesor de entomología de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, es el autor principal del estudio. Dijo que la investigación no solo arroja luz sobre la biología y la evolución del insecto, sino que también identifica genes que podrían apuntar para desarrollar medidas de control que son menos costosas que la técnica de los insectos estériles que ahora mantiene al insecto fuera de América del Norte.

Una amenaza para el ganado, la vida silvestre, las mascotas y los humanos

Los gusanos barrenadores del Nuevo Mundo son nativos del hemisferio occidental y representan una seria amenaza para el ganado, la vida silvestre, las mascotas e incluso los humanos. Las moscas ponen huevos, hasta 400 a la vez, en heridas y otras aberturas de la piel de los mamíferos de sangre caliente.

Las larvas de mosca luego perforan la carne del huésped, causando lesiones dolorosas mientras se alimentan durante unos cinco a siete días. Otros parásitos se alimentan del tejido que mata el gusano barrenador y, si no se tratan, las infecciones pueden provocar la muerte del huésped.

Cada año, el gusano barrenador causa miles de millones de dólares en pérdidas para los agricultores de América del Sur y el Caribe.

Controles efectivos, pero costosos

Para erradicar la plaga de América del Norte, un programa internacional de control de insectos liberó miles de millones de moscas del gusano barrenador estériles en los Estados Unidos, México y América Central durante un período de 50 años.

Un programa conjunto entre los Estados Unidos y Panamá ha logrado detener el regreso del gusano barrenador al crear una barrera en la frontera entre Panamá y Colombia.

Las moscas prefieren viajar por tierra, por lo que el programa satura el istmo de Panamá con machos estériles. Alrededor de 15 millones de gusanos barrenadores estériles son liberados cada semana por aviones sobre la selva tropical que divide a los dos países. Los gusanos barrenadores hembras salvajes solo se aparean una vez en sus tres semanas de vida, y si se aparean con un macho estéril, no tendrán descendencia.

Si bien el programa es efectivo, alimentar a millones y millones de larvas de gusano barrenador diariamente es costoso.

Reducir el costo

Los ciclos de vida de los insectos incluyen cuatro etapas: embrionario, larval, pupal y adulto. Scott dijo que el costo de producir tantas moscas podría reducirse significativamente si los científicos pudieran descubrir cómo evitar por completo la descendencia femenina o evitar que las hembras maduren más allá de la etapa embrionaria.

Scott y otros científicos desarrollaron previamente una cepa de gusanos barrenadores donde las hembras mueren en la etapa de pupa, pero dijo que no tenían la información genética que necesitaban para detener el desarrollo femenino en etapas anteriores.

«Necesitábamos identificar genes expresados ​​en el embrión, genes que promueven la muerte celular y genes que podrían estar involucrados en la determinación del sexo», dijo Scott. «Pensamos que sería mucho más fácil si tuviéramos un ensamblaje completo del genoma y los genes anotados.

«En el camino», agregó, «colaboramos con otras personas para ver si podíamos obtener alguna idea de la biología de la mosca».

Scott trabajó estrechamente en el estudio con científicos del Centro de Investigación Bioinformática de NC State, así como con instituciones en Ohio, Nuevo México, Kentucky, Maryland, Texas, Brasil y Panamá. El equipo de NC State hizo toda la secuenciación de ADN y ARN.

Científicos del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los EE. UU. Estacionados en Texas y Panamá lideraron los esfuerzos para crear la cepa de moscas altamente endogámica utilizada en el estudio, y los investigadores del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano ensamblaron la secuencia del genoma.

Los investigadores dirigidos por Josh Benoit en la Universidad de Cincinnati llevaron a cabo lo que se conoce como un estudio de expresión génica del desarrollo en secuencias de ARN de gusanos barrenadores masculinos y femeninos en diferentes etapas de su ciclo de vida.

Un grupo de la Universidad de Kentucky identificó genes implicados en el olfato y el gusto. Y científicos de la Universidad de São Paulo, Brasil, identificaron genes que parecen estar evolucionando rápidamente y, por lo tanto, podrían ser importantes en la evolución de la mosca como parásito obligado, uno que no puede completar su ciclo de vida sin explotar a un animal huésped. .

Scott dijo que el conocimiento adquirido y las herramientas genéticas desarrolladas a través del estudio ya han arrojado resultados científicos. En una investigación aún no publicada, Scott y otros han desarrollado cepas del gusano barrenador del Nuevo Mundo en las que las hembras no sobreviven a la etapa embrionaria.

«Con las herramientas de edición de genes CRISPR-Cas9 que hemos desarrollado para el gusano barrenador, ahora estamos bien posicionados para determinar la importancia de genes específicos para el estilo de vida parasitario del gusano barrenador», dijo Scott. «Ahora también tenemos los genes identificados que eran necesarios para producir sistemas genéticos eficientes para la supresión de la plaga».


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