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Strigomonas culicis

Strigomonas culicis es un protista y miembro de los tripanosomátidos flagelados . Es un parásito obligado en el tracto gastrointestinal del mosquito y, a su vez, es un huésped de bacterias simbióticas . Mantiene una estricta relación mutualista con las bacterias como una especie de orgánulo celular ( endosimbionte ), de modo que no puede llevar una vida independiente sin las bacterias. [5] [6] Junto con Angomonas deanei , S. culicis se investiga como organismo modelo para la evolución de las relaciones simbióticas con bacterias intracelulares.

Taxonomía

S. culicis fue descrita por primera vez como Trypanosoma ( Herpetomonas ) culicis en 1907 por Frederick G. Novy, Ward J. MacNeal y Harry N. Torrey en 1907. [7] El nombre de la especie se refiere al género de mosquitos Culex en el que se encontró, aunque se ha descubierto que también está presente en otros mosquitos como Aedes . [8] Otra descripción de FG Wallace y A. Johnson como Blastocrithidia culicis , publicada en 1961 basada en especímenes de Aedes vexans , [3] fue considerada más tarde sinónimo de Herpetomonas culicis . Finalmente, mediante un análisis microbiológico del endosimbionte que alberga Trypanosoma , esta especie fue asignada al género Strigomonas en 2011, llevando el nombre actual S. culicis . [2]

La bacteria obligada pertenece a un grupo de ß-proteobacterias y proporciona nutrientes al huésped, además de influir en algunas de las funciones celulares. [9]

Biología

Etapas de división de Strigomonas culicis con su simbionte bacteriano: S (azul en la imagen 2) y verde indican la bacteria; K denota el cinetoplasto y N, el núcleo.

S. culicis pasa su ciclo de vida en los mosquitos. Migra desde el intestino medio del mosquito y entra en la cavidad corporal ( hemocele ) y finalmente reside en las glándulas salivales . [10] A diferencia de otros tripanosomátidos, S. culicis no produce algunos aminoácidos como metionina, histidina y arginina; y vitaminas como tiamina, nicotinamida y riboflavina. [8] La bacteria proporciona estos nutrientes. Además, también proporciona enzimas requeridas por el huésped para la síntesis de aminoácidos , el metabolismo de lípidos y purinas/pirimidinas , el ciclo de la urea , la biosíntesis del hemo , [11] la síntesis de proteínas y el plegamiento de proteínas . No puede reproducirse por sí solo y depende de las señales del núcleo del protista. [6] Las bacterias aisladas no pueden sobrevivir por sí solas. [11] Cuando las bacterias se eliminan mediante un tratamiento con antibióticos, el protista sobrevive pero no puede infectar a los mosquitos. [6]

S. culicis tiene alrededor de 12.162 marcos de lectura abiertos (ORF). [11]

Simbionte

La bacteria Ca. Kinetoplastibacterium blastocrithidii es una ß-proteobacteria de la familia Alcaligenaceae . Está encerrada en dos capas de membranas celulares y, a diferencia de la membrana bacteriana típica, el peptidoglicano está muy reducido. [11] Actúa como un orgánulo celular no solo al suministrar enzimas esenciales, sino también al reemplazar la varilla paraflagelar asociada al axonema , por lo tanto, íntimamente asociada con el cinetoplasto . [12] Además, proporciona un suministro excedente de moléculas de ATP para aumentar las actividades metabólicas. [13] Durante la división celular, a medida que el cinetoplasto del huésped se divide, también lo hace la bacteria. [14] La célula huésped controla el número de divisiones bacterianas. [1] Esta mitosis coordinada da como resultado una distribución uniforme de una bacteria en cada célula hija. [14]

Ecología

Strigomonas culicis se puede encontrar en varios géneros de mosquitos, como Anopheles , Culex , Aedes [8] y Coquillettidia .

Referencias

  1. ^ ab Catta-Preta, Carolina MC; Brum, Felipe L.; da Silva, Camila C.; Zuma, Aline A.; Elias, Maria C.; de Souza, Wanderley; Schenkman, Sergio; Motta, Maria Cristina M. (2015). "Endosimbiosis en protozoos tripanosomátidos: la división bacteriana está controlada durante el ciclo celular huésped". Frontiers in Microbiology . 6 : 520. doi : 10.3389/fmicb.2015.00520 . PMC  4451579 . PMID  26082757.
  2. ^ ab Teixeira, Marta MG; Borghesan, Tarcilla C.; Ferreira, Robson C.; Santos, Marcia A.; Takata, Carmen SA; Campaner, Marta; Nunes, Vania LB; Milder, Regina V.; de Souza, Wanderley; Camargo, Erney P. (2011). "Validación filogenética de los géneros Angomonas y Strigomonas de tripanosomátidos que albergan endosimbiontes bacterianos con la descripción de nuevas especies de tripanosomátidos y de simbiontes proteobacterianos". Protist . 162 (3): 503–524. doi :10.1016/j.protis.2011.01.001. PMID  21420905.
  3. ^ ab Wallace, FG; Johnson, A. (1961). "La infectividad de antiguas cepas cultivadas de flagelados de mosquitos". Journal of Insect Pathology . 3 : 75–80.
  4. ^ Página Navegador de taxonomía (Strigomonas culicis) en «Navegador de taxonomía». NCBI . Consultado el 2 de diciembre de 2023 .
  5. ^ Chang, KP (1974). "Ultraestructura de bacterias simbióticas en Blastocrithidia culicis y Crithidia oncopelti normales y tratadas con antibióticos". Revista de protozoología . 21 (5): 699–707. doi :10.1111/j.1550-7408.1974.tb03733.x. PMID  4217371.
  6. ^ abc Brunoro, Giselle VF; Menna-Barreto, Rubem FS; Garcia-Gomes, Aline S.; Boucinha, Carolina; Lima, Diogo B.; Carvalho, Paulo C.; Teixeira-Ferreira, André; Trugilho, Monique RO; Perales, Jonas; Schwämmle, Veit; Catanho, Marcos (2019). "Mapa proteómico cuantitativo del tripanosomátido Strigomonas culicis: la contribución biológica de su bacteria endosimbiótica". Protist . 170 (6): 125698. doi :10.1016/j.protis.2019.125698. PMID  31760169. S2CID  208275170.
  7. ^ Novy, FG; MacNeal, WJ; Torrey, HN (1907). "Los tripanosomas de los mosquitos y otros insectos". Revista de enfermedades infecciosas . 4 (2): 223–276. doi :10.1093/infdis/4.2.223. JSTOR  30072673.
  8. ^ abc de Menezez, Maria Claudia Noronha Dutra; Roitmanz, Isaac (1991). "Requerimientos nutricionales de Blastocrithidia culicis, un tripanosomátido con un endosimbionte 1". Revista de protozoología . 38 (2): 122–123. doi :10.1111/j.1550-7408.1991.tb06030.x.
  9. ^ de Souza, Silvana Sant´Anna; Catta-Preta, Carolina Moura; Alves, João Marcelo P.; Cavalcanti, Danielle P.; Teixeira, Marta MG; Camargo, Erney P.; De Souza, Wanderley; Silva, Rosane; Motta, María Cristina M. (2017). Yurchenko, Vyacheslav (ed.). "Repertorio ampliado de proteínas asociadas a cinetoplastos y disposición única del ADN mitocondrial de tripanosomátidos portadores de simbiontes". MÁS UNO . 12 (11): e0187516. Código Bib : 2017PLoSO..1287516D. doi : 10.1371/journal.pone.0187516 . PMC 5683618 . PMID  29131838. 
  10. ^ Catta-Preta, CMC; Nascimento, MTC; Garcia, MCF; Saraiva, EM; Motta, MCM; Meyer-Fernandes, JR (2013). "La presencia de una bacteria simbiótica en Strigomonas culicis está relacionada con la actividad diferencial de la ectofosfatasa e influye en la interacción mosquito-protozoo". Revista Internacional de Parasitología . 43 (7): 571–577. doi :10.1016/j.ijpara.2013.02.005. PMID  23562935.
  11. ^ abcd Motta, María Cristina Machado; Martins, Allan Cezar de Azevedo; de Souza, Silvana Sant'Anna; Catta-Preta, Carolina Moura Costa; Silva, Rosane; Klein, Cecilia Coímbra; de Almeida, Luiz Gonzaga Paula; de Lima Cunha, Oberdán; Ciapina, Luciane Prioli; Brocchi, Marcelo; Cobardini, Ana Cristina (2013). "Predecir las proteínas de Angomonas deanei, Strigomonas culicis y sus respectivos endosimbiontes revela nuevos aspectos de la familia trypanosomatidae". MÁS UNO . 8 (4): e60209. Código Bib : 2013PLoSO...860209M. doi : 10.1371/journal.pone.0060209 . PMC 3616161 . Número de modelo:  PMID23560078. 
  12. ^ de Souza, W.; Motta, MC (1999). "Endosimbiosis en protozoos de la familia Trypanosomatidae". FEMS Microbiology Letters . 173 (1): 1–8. doi : 10.1111/j.1574-6968.1999.tb13477.x . PMID  10220875.
  13. ^ Loyola-Machado, Ana Carolina; Azevedo-Martins, Allan Cézar; Catta-Preta, Carolina Moura Costa; de Souza, Wanderley; Galina, Antonio; Motta, María Cristina M. (2017). "La bacteria simbiótica impulsa el metabolismo energético del tripanososomátido huésped Strigomonas culicis". Protista . 168 (2): 253–269. doi :10.1016/j.protis.2017.02.001. PMID  28371652.
  14. ^ ab Brum, Felipe Lopes; Catta-Preta, Carolina Moura Costa; de Souza, Wanderley; Schenkman, Sergio; Elias, Maria Carolina; Motta, Maria Cristina Machado (2014). "Caracterización estructural del ciclo de división celular en Strigomonas culicis, un tripanosomátido portador de endosimbiontes". Microscopía y microanálisis . 20 (1): 228–237. Bibcode :2014MiMic..20..228B. doi :10.1017/S1431927613013925. PMID  24397934. S2CID  29468549.