I geni rRNA 18S dei parassiti Haemoproteus (Haemosporida, Apicomplexa) degli uccelli canori europei con osservazioni sul miglioramento della diagnostica dei parassiti

Malaria Journal volume 22, numero articolo: 232 (2023) Citare questo articolo

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Si presume che i geni dell'RNA ribosomiale nucleare dei parassiti Plasmodium si evolvano secondo un modello di nascita e morte con nuove varianti originate dalla duplicazione e altre che vengono cancellate. Per alcune specie di Plasmodium, è stato dimostrato che varianti distinte dei geni rRNA 18S sono espresse in modo differenziale negli ospiti vertebrati e nelle zanzare vettori. Lo scopo principale era valutare se i parassiti emosporidi aviari del genere Haemoproteus presentassero anche varianti 18S sostanzialmente distinte, concentrandosi sui lignaggi appartenenti ai gruppi di specie Haemoproteus majoris e Haemoproteus belopolskyi.

Sono stati sequenziati i geni rRNA 18S quasi completi di 19 linee Haemoproteus del sottogenere Parahaemoproteus, comuni negli uccelli passeriformi del Paleartico. I prodotti della PCR di 20 campioni di sangue e tessuti contenenti 19 linee parassitarie sono stati sottoposti a clonazione molecolare e in media sono stati sequenziati dieci cloni ciascuno. Sono state analizzate le caratteristiche della sequenza e sono stati calcolati gli alberi filogenetici, inclusi i dati di sequenza pubblicati in precedenza da otto ulteriori lignaggi Parahaemoproteus. La distribuzione geografica e dell'ospite di tutti i 27 lignaggi è stata visualizzata come reti di aplotipo CytB e grafici a torta. Sulla base dei dati della sequenza 18S, sono state progettate sonde oligonucleotidiche specie-specifiche per colpire i parassiti nel tessuto ospite mediante test di ibridazione in situ.

La maggior parte dei lignaggi Haemoproteus avevano due o più varianti del gene 18S come molte specie di Plasmodium, ma le distanze massime tra le varianti erano generalmente inferiori. Inoltre, a differenza della maggior parte delle specie di Plasmodium di mammiferi e uccelli, le sequenze 18S di tutti i lignaggi parassitari tranne uno si raggruppavano in cladi reciprocamente monofiletici. Cluster 18S considerevolmente distinti sono stati trovati solo in Haemoproteus tartakovskyi hSISKIN1 e Haemoproteus sp. hROFI1. La presenza di varianti chimeriche 18S in alcuni lignaggi Haemoproteus indica che le loro unità ribosomiali si evolvono piuttosto in modo semi-concertato piuttosto che secondo un modello rigoroso di evoluzione di nascita e morte.

I parassiti del sottogenere Parahaemoproteus contengono varianti distinte 18S, ma la variabilità intraspecifica è inferiore rispetto alla maggior parte delle specie di Plasmodium di mammiferi e aviari. I nuovi dati 18S forniscono una base per indagini più approfondite sullo sviluppo dei parassiti Haemoproteus nel tessuto ospite utilizzando tecniche di ibridazione in situ mirate a specifici lignaggi di parassiti.

Gli RNA ribosomiali costituiscono la parte centrale dei ribosomi, essenziali per la sintesi proteica in tutte le cellule. Le unità ribosomiali nucleari degli eucarioti contengono i geni per 18S rRNA, 5.8S rRNA e 28S rRNA, separati dagli spaziatori interni trascritti ITS1 e ITS2. I geni dell'rRNA 5S si trovano in diverse regioni genomiche. L'rRNA 18S fa parte della subunità ribosomiale piccola (SSU), mentre l'rRNA 28S, l'rRNA 5.8S e l'rRNA 5S fanno parte della subunità ribosomiale grande (LSU). Le unità ribosomiali della maggior parte degli eucarioti sono disposte in gruppi di ripetizioni tandem su uno o più cromosomi, per cui ciascun gruppo contiene più copie di unità ribosomiali. A causa di vincoli funzionali, gli RNA ribosomiali nucleari sono tra i geni maggiormente conservati negli eucarioti. Si presume che le unità ribosomiali si evolvano secondo un modello di evoluzione concertata che porta all'omogeneizzazione [1, 2]. I meccanismi di evoluzione concertata probabilmente implicano un incrocio ineguale durante la ricombinazione, la duplicazione genetica e la conversione genetica intercromosomica [3]. Tuttavia, i geni ribosomiali nucleari dei parassiti Plasmodium sono eccezionali perché si presume che le loro unità ribosomiali si evolvano secondo un modello di nascita e morte con nuove varianti originate dalla duplicazione e altre che vengono cancellate [4]. Studi sui geni 18S rRNA di specie umane e di roditori di Plasmodium hanno scoperto che le sequenze delle singole unità possono variare sostanzialmente [5], e varianti distinte sono espresse in modo differenziale nei vertebrati e nelle zanzare ospiti [6]. Le sequenze 18S espresse negli ospiti vertebrati e nelle zanzare vettori sono state denominate rispettivamente varianti di tipo A e di tipo S [6, 7]. Questo modello è stato trovato nelle specie Plasmodium di roditori, scimmie e umani (ad eccezione di Plasmodium malariae), con tipi A e tipo S che differiscono dal 10% al 17% [8].