Sequenziato il genoma della Mosca Tsetse

Un gruppo di ricerca internazionale che fa capo all’International Glossina Genome Initiative (IGGI), coordinato dall’Università di Yale e di cui fa parte anche l’Università di Pavia, ha ottenuto il sequenziamento e l’annotazione del genoma della mosca tsetse (Glossina morsitans morsitans), vettore del patogeno responsabile della pericolosa e diffusissima malattia del sonno (tripanosomiasi africana). La scoperta, pubblicata sull’ultimo numero di “Science”, apre un’importante via alla prevenzione di questa patologia.

 

La mosca tsetse è un insetto di altissimo impatto sanitario ed economico – spiega la prof.ssa Anna Malacrida che guida il gruppo di ricercatori dell’Università di Pavia – è infatti vettore di tripanosomi africani che, lungo tutta la fascia dell’Africa sub-Sahariana, determinano nell’uomo la malattia del sonno e nel bestiame la “nagana”. In tale area, 70 milioni di persone sono a rischio di infezione, spesso mortale, dal momento che i medicinali sono costosi e lo sviluppo di vaccini è bloccato dal fatto che il tripanosoma è in grado di eludere le difese immunitarie dell’organismo. Il danno economico dovuto alla perdita di bestiame per la nagana è di parecchi bilioni di dollari USA”.

 

A differenza delle zanzare, non solo le femmine ma anche i maschi di questa specie si nutrono di sangue, contribuendo alla trasmissione del tripanosoma. Il controllo delle tripanosomiasi Africane è quindi basato sulla riduzione o eliminazione delle popolazioni di questo insetto vettore. Il sequenziamento e annotazione del genoma della mosca tsetse è dunque un obiettivo importantissimo, per raggiungere il quale si è costituito il Consorzio IGGI, al quale partecipa il gruppo di ricercatori pavesi del DPT di Biologia e Biotecnologie. I ricercatori hanno lavorato per identificare le sequenze che codificano le proteine coinvolte in ogni aspetto della biologia della mosca tsetse: dalle modalità di nutrizione e riproduzione, all’interazione e trasmissione del tripanosoma, al riconoscimento dell’ospite uomo/vertebrato e alla identificazione delle relazioni funzionali con i suoi tre batteri simbionti Wolbachia, Sodalis e Wigglesworthia, che controllano la fertilità e le interazioni con il tripanosoma.

Il lavoro d’equipe del Consorzio ha portato al sequenziamento e all’annotazione del genoma di Glossina, che è pari a 366 megabasi (due volte quello di Drosophila) e all’identificazione di 12.308 geni codificanti. E’ stato costruito un database delle sequenze genomiche, accessibili al sito www.vectorbase.com.

 

Costo del Progetto e People

140 ricercatori hanno lavorato in equipe, coordinati da Serap Aksoy e Geoffrey Attardo (dell’Università di Yale). Il costo del progetto supera i 10 milioni di dollari ed è stato supportato da WHO/TDR, NIH, Wellcome Trust, RIKEN e Genoscope.

 

Ricadute sociali della scoperta

Questi dati genomici sono il fondamento per ricerche rivolte alla prevenzione della tripanosomiasi Africana. L’Unione Africana (UA) ha definito prioritaria per il continente l’eliminazione della tripanosomiasi tramite controllo della mosca tsetse, e la produzione di risorse di tipo genomico rappresenta un potente strumento per lo sviluppo di nuovi ed efficaci metodi di controllo.

 

Pubblicazione su Science

I risultati della ricerca sono riassunti in un articolo pubblicato il 25 aprile online sulla rivista Science (http://www.sciencemag.org/), intitolato “Genome Sequence of the Tsetse Fly (Glossina morsitans): Vector of African Trypanosomiasis” e in 10 papers satelliti pubblicati nello stesso giorno su riviste della famiglia PLoS. I ricercatori dell’Università di Pavia si sono occupati della annotazione dei geni correlati con la riproduzione. Hanno contribuito inoltre a dimostrare che sequenze del batterio simbionte Wolbachia si sono inserite nel genoma di Glossina.

 

Descrizione ricerca

I geni sono stati identificati e mappati sul genoma tramite programmi informatici in grado di ‘leggere’ la sequenza e comparare la quantità massiva dei dati di sequenza del genoma con quelli derivati da altri organismi, per predire la struttura e funzione dei geni. “Queste predizioni – continua la prof.ssa Malacrida – sono quindi state aggiunte al database del genoma di tsetse. Le annotazioni automatiche sono state poi esaminate attentamente e curate manualmente dai membri del consorzio, che comprende scienziati impegnati a comprendere la biologia della mosca tsetse, tra cui: olfatto, gusto, visione, riproduzione, alimentazione, digestione, immunità, metabolismo, risposta agli stress, relazioni simbiotiche tra la mosca tsetse e le comunità microbiche associate, regolazione ormonale di geni e funzioni fisiologiche. Le analisi condotte da questi gruppi di ricerca sono state utilizzate per aggiornare le predizioni automatiche e aggiungere informazione al database. Il processo di annotazione è ancora in corso e nuove informazioni saranno continuamente rese disponibili.”

 Collaborazione internazionale

Il gruppo della prof.ssa Anna Malacrida del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie dell’Università di Pavia collabora strettamente da anni con il gruppo della prof.ssa Serap Aksoy

della Yale School of Public Health. Da anni questi due gruppi partecipano alle attività di controllo di insetti di interesse sanitario promosse dalla FAO/IAEA. Questo stretto rapporto ha permesso ai ricercatori pavesi di entrare a far parte del consorzio scientifico internazionale che ha lavorato all’analisi della sequenza genomica.

Tra la Yale School of Public Health e i ricercatori pavesi è inoltre in atto un progetto di ricerca, dal titolo “Expanding the toolbox for tsetse reproductive biology” sovvenzionato da NIH (NIH R21 AI109263-01) e coordinato dalla Prof. Aksoy. Ad esso lavorano la Dott.sa Francesca Scolari e la Prof. Malacrida. Inoltre i ricercatori Pavesi sono coinvolti nel progetto Fogarty Global Infectious Disease Research Training Awards “Tsetse-Transmitted African Trypanosomiasis”, coordinato da Yale.

 

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CONTATTI, PER INTERVISTE:

Prof. Anna Malacrida

Dipartimento di Biologia e Biotecnologie – Università di Pavia

malacrid@unipv.it

 

Dott.sa Francesca Scolari

Dipartimento di Biologia e Biotecnologie – Università di Pavia

francesca.scolari@unipv.it

 

Dott. Ludvik Gomulski

Dipartimento di Biologia e Biotecnologie – Università di Pavia

gomulski@unipv.it

 

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