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Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil / A malária humana é uma doença provocada por parasitas do gênero Plasmodium, os quais na natureza requerem de um mosquito anofelíno para completar o seu ciclo de vida e serem transmitidos a um hospedeiro humano. Nas Américas, o Brasil tem a maior incidência de malária, sendo responsável por 41% dos casos. Com o aparecimento do sequenciamento de nova geração e das ferramentas bioinformática relacionados, grandes avanços foram alcançados em relação à montagem de genomas e transcriptomas de anofelinos, assim como na exploração de estratégias de paratransgenesis para interromper a transmissão da malária.
No entanto, os vetores neotropicais da malária encontram-se longe dos vetores da África e Ásia no que refere a estes conhecimentos. Este estudo é parte de um esforço contínuo para montar o genoma do Anopheles aquasalis, um vetor neotropical da malária humana, que atualmente posiciona-se como um excelente modelo de transmissão da malária no Brasil.
Em paralelo ao sequenciamento do genoma, e para maximizar os dados gerados, optamos por focar em duas tarefas pontuais e viáveis: explorar a diversidade e composição do consórcio bacteriano associado ao anofelino; assim como montar e caracterizar o genoma mitocondrial desta espécie.
O sequenciamento metagenômico shotgun ̈e o programa MG-RAST foram utilizados para fazer um ̈screening ̈ das bactérias associadas à pupas de A .aquasalis criadas em laboratório. O consórcio bacteriano predito é composto por 74 gêneros contendo bactérias marinhas e bioluminescentes. No nível taxonômico de família bacteriana, identificamos 14 OTUs compartilhadas entre anofelinos americanos e africanos. Além disso, foram comparadas cinco comunidades bacterianas associadas a duas espécies de anofelinos: A. aquasalis e Anopheles gambiae. Foi identificada uma associação significativa (NPMANOVA p <0,05) entre a composição da comunidade bacteriana e o ambiente aquático laboratório ou condições semi-naturais) nas quais cada hospedeiro anofelino foi criado.
Atualmente, o entendimento da filogenia do gênero Anopheles é limitado e as
informações sobre o tempo de divergência de
dentro da linhagem de mosquitos é escassa.
Apresentamos a sequencia de 15,393 pb correspondente ao genoma mitocondrial de A. aquasalis. Quando comparado com outros mitogenomas anofelinos relevantes, observou-se alta similaridade na composição dos genomas assim como características estruturais conservadas. Através de análises Bayesianas, reconstruímos as relações filogenéticas e estimamos a data de divergência entre 22 anofelinos e outras espécies de dípteros.
Descobrimos que o mais recente ancestral entre as subfamílias Nyssorhynchus
e Anopheles + Cellia existiu ~ 83 milhões anos atrás (MYA). Estimou-se que
A. aquasalis divergiu do complexo do Anopheles albitarisis faz ~ 28 MYA, e faz ~ 38 MYA do Anopheles darlingi.
A distribuição estreita e o peculiar nicho ecológico do A. aquasalis, além de considerar a sua adaptação a ambientes larvários com água salobra fizeram nos perguntar se a sua história evolutiva deixou uma marca na arquitetura do seu genoma, assim como sobre a estrutura da comunidade bacteria na associada a este anofelino. / Human malaria is a malady caused by
Plasmodium parasites, which in nature, require an anopheline mosquito to complete their life cycle and be transmitted to a human host. In the Americas, Brazil has the largest incidence of malaria, accounting for 41% of the cases. With the advent of Next Generati on Sequencing and related bioinformatics’ tools, great leaps forward were attained regarding the assembly of anopheline genomes, transcriptomes; in
addition to the exploration of paratransgenesis as means to interrupt malaria transmission.
Nonetheless, Neotropical malaria vectors still lag behind those from Africa and Asia on such matters. This study is part of an ongoing effort to assemble the genome of
Anopheles
aquasalis
, a Neotropical human malaria vector
currently positioned as a key malaria
transmission model in Brazil.
In parallel to the genome sequencing study, and to maximize the NGS sequencing data
generated, we opted to focus in two punctual a
nd feasible tasks: exploring the diversity and
composition of this anopheline’s associated b
acterial consortium; plus, assemblying and
characterizing, the mitochondrial
genome of this species.
Shotgun metagenomic sequencing and the MG-R
AST suite were used to survey the
bacteria associated to laboratory reared
A. aquasalis
pupae. The predicted bacterial
consortium is composed of 74 genera and contai
ns marine and biolumines
cent bacteria. At the
bacterial family rank, we identified 14 OTUs
shared between African and American
anophelines. In addition, we compared five
Anopheles
associated bacterial communities from
two species:
A. aquasalis
and
Anopheles gambiae
. We found a significant association
(NPMANOVA p < 0.05) between the bacteria
l community composition and the aquatic
environment (laboratory or semi-natural conditions) in which each
Anopheles
host was reared.
The current understanding of the
Anopheles
phylogeny is limited and information
regarding the time of deep lineage divergences w
ithin mosquitoes is scarce. Here we also
present the assembled 15,393 bp
mitochondrial genome of
A. aquasalis
. When compared with
other relevant anopheline mitogenomes, high com
position similarity and conserved features
were observed. Through Bayesian analyses, we
reconstructed the phylogenetic relationships
and estimated the date of divergence between
22 anopheline and other dipteran species. We
found that the most r
ecent ancestor between
Nyssorhynchus
and
Anopheles
+
Cellia
subfamilies was extant ~83 million y
ears ago. It was estimated that
A. aquasalis
diverged
from the
Anopheles albitarisis
complex ~28 MYA and ~38 MYA from
Anopheles darlingi
.
The narrow distribution and peculiar niche of
A. aquasalis
, plus considering its
adaptation to brackish-water larval environments
makes us wonder if its evolutionary history
left a mark upon its genome architecture, and
also on the bacterial community structure
associated to it.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/13660 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Villegas, Luis Eduardo Martínez |
| Contributors | Oliveira, Guilherme Corrêa, Pimenta, Paulo Filemón Paolucci, Pylro, Victor, Oliveira, Luiz Fabiano Borges, Góes Neto, Aristóteles, Díaz-Albiter, Héctor, Secundino, Nágila Francinete Costa, Pimenta, Paulo Filemon Paolucci |
| Publisher | s.n. |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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