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ÚNICAS EN SU CLASE: TOXICIDAD DE PROTEINAS CRY DE LA CEPA BACILLUS WIEDMANNII BIOVAR THURINGIENSIS(FCC41) CONTRA MOSQUITOS

GIL, Maria Florencia | LOPEZ, Rocio de La Paz | BATTAGLIA, Marina | BERON, Corina

INBIOTEC-CONICET / FIBA

Introducción y Objetivos:
Los agentes patógenos transmitidos por mosquitos hematófagos producen diversas enfermedades tales como malaria, fiebre amarilla, dengue, chikungunya, Zika, diversas encefalitis y filariasis, que constituyen grandes problemas en salud pública. Entre los principales mosquitos vectores de tales agentes se encuentran representantes de los géneros Anopheles spp., Culex spp. y Aedes spp. Algunas bacterias entomopatógenas del género Bacillus son ampliamente estudiadas por sus propiedades como agentes microbianos para el control de estos vectores. Estas bacterias producen inclusiones parasporales compuestas principalmente por proteínas Cry que tienen actividad insecticida cuando son ingeridas por un insecto susceptible. Este cristal es solubilizado debido al pH alcalino del intestino del insecto y clivado por proteasas intestinales. Estas toxinas así activadas se unen a receptores específicos de la membrana intestinal del intestino medio, se insertan en ella formando poros provocando la disrupción de la membrana, el desbalance iónico y la lisis de las células epiteliales, dando como resultado septicemia y muerte del insecto. En este contexto, el estudio de las toxinas Cry resulta interesante como una posible alternativa para el desarrollo de insecticidas biológicos. En trabajos previos llevados a cabo por ese grupo, se caracterizó una cepa nativa identificada como Bacillus wiedmannii biovar thuringiensis (FCC41) que exhibe mayor actividad insecticida contra algunas especies de mosquito en comparación a la cepa de referencia B. thuringiensis subsp. israelensis, utilizada en formulados para el biocontrol de estos dípteros. El genoma de esta cepa bacteriana fue secuenciado, detectando genes codificantes de 6 proteínas Cry diferentes que fueron identificadas como Cry4-like1, Cry4-like 2, Cry52-like1, Cry52-like2, Cry24Ca y Cry41-like. El objetivo de este trabajo fue analizar la actividad insecticida de cada una de estas toxinas nativas contra larvas de Culex quinquefasciatus.
Materiales y Métodos:
. Para ello, cada proteína se clonó individualmente en un sistema de expresión específico para B. thuringiensis basado en el vector de expresión pSTAB, el cual está optimizado para la producción de toxinas Cry debido a que contiene un promotor fuerte dependiente de la esporulación en combinación con una secuencia estabilizadora del mRNA. Los plásmidos resultantes fueron introducidos en la cepa acristalífera 4Q7, derivada de B. thuringiensis sp. israelensis carente de plásmidos codificantes de secuencias de genes cry y por lo tanto carente de actividad mosquitocida. La actividad tóxica de cada mutante se analizó mediante bioensayos de 48 horas contra larvas de segundo estadio de Cx. quinquefasciatus.
Resultados:
Todas las mutantes, a excepción de la portadora de la proteína Cry41-like, exhibieron actividad insecticida siendo la proteína Cry24Ca la de mayor actividad mosquitocida a las 24 horas después de la aplicación de una suspensión de complejo espora-cristal.
Conclusiones:
Las proteínas Cry24Ca, Cry4-Like1, Cry4-Like2, Cry52-Like1, Cry52-Like2 de la cepa Bacillus wiedmannii biovar thuringiensis (FCC41) resultan de interés por su toxicidad contra larvas de Cx. quinquefasciatus y podrán ser utilizadas en el desarrollo de bioinsecticidas específicos para el control de mosquitos de interés sanitario. Este trabajo es financiado por ANPCyT (PICT-2015-0575), CONICET (PUE 2017- 0101) y Universidad Nacional de Mar del Plata (15/E793 EXA840/17).