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Publication
Exploring an uncommon host-parasite interaction to unveil the uniqueness of Perkinsus sp as a model organism
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
We
report
the
exploration
of
some
unique
metabolic
pathways
in
Perkinsus
olseni
a
marine
protist
parasite,
responsible
to
significant
mortalities
in
mollusks,
especially
in
bivalves
all
around
the
world.
In
Algarve,
south
of
Portugal
carpet
shell
clam
Ruditapes
decussatus
mortalities
can
reach
up
to
70%,
causing
social
and
economic
losses.
The
objective
of
studying
those
unique
pathways,
is
finding
new
therapeutic
strategies
capable
of
controlling/eliminating
P.
olseni
proliferation
in
clams.
In
that
sense
metabolic
pathways,
were
explored,
and
drugs
affecting
these
cycles
were
tested
for
activity.
The
first
step
involved
the
identification
of
the
genes
behind
those
pathways,
the
reconstitution
of
the
main
steps,
and
molecular
characterization
of
those
genes
and
later
on,
the
identification
of
possible
targets
within
the
genes
studied.
Metabolic
cycles
were
screened
due
to
the
fact
of
not
being
present
in
host
or
differ
in
a
critical
way,
such
as
the
following
pathways:
shikimate,
MEP-‐
isoprenoids,
Leloir
cycle
for
chitin
production,
purine
biosynthesis
(unique
among
protists),
the
de
novo
synthesis
of
folates
(absent
in
metazoa)
and
some
unique
genes
like,
the
alternative
oxidase
(a
branch
of
respiratory
chain)
and
the
hypoxia
sensor
HPH.
All
those
pathways
were
covered
and
possible
chemical
inhibition
using
therapeutic
drugs
was
tested
with
positive
results.
The
relation
between
the
common
host
Ruditapes
decussatus
and
P.
olseni
was
also
explored
in
a
dimension
not
possible
some
years
ago.
With
the
accessibility
to
second
generation
sequencers
and
microarray
analysis
platforms,
genes
involved
in
host
defense
or
parasite
virulence
and
resistance
to
the
host
were
deciphered,
allowing
aiming
to
new
targets
(mechanisms
and
pathways),
offering
new
possibilities
for
the
control
of
Perkinsus
in
close
environments.
The
thousands
of
genes,
generated
by
this
work,
sequenced
and
analyzed
from
this
commercial
valuable
clam
and
for
Perkinsus
olseni
will
be
an
important
and
value
tool
for
the
scientific
community,
allowing
a
better
understanding
of
host-‐parasite
interactions,
promoting
the
usage
of
P.
olseni
as
an
emerging
model
for
alveolata
parasites.
Neste trabalho é descrito a exploração de algumas vias metabólicas únicas em Perkinsus olseni, um protista parasita marinho, responsável por mortalidades significativas em moluscos, especialmente em bivalves por todo o mundo. No algarve, a sul de Portugal as mortalidades da amêijoa boa Ruditapes decussatus podem ultrapassar 70%, sendo responsáveis por grandes prejuízos económico-‐sociais. O objectivo de estudar estas vias únicas é encontrar novas estratégias terapêuticas para controlar/eliminar a proliferação do P. olseni em amêijoas. Para tal, várias vias metabólicas foram exploradas e drogas que pudessem afectar esses ciclos foram testadas em termos de inibição. O primeiro passo envolveu a identificação dos genes por de trás dessas vias, a reconstrução dos principais passos e a caracterização molecular dos mesmos, seguida da identificação dos possíveis alvos nos genes em estudo. As vias metabólicas foram escolhidas porque ou não estão presentes no hospedeiro ou são crucialmente diferentes como as seguinte vias: shikimate, MEP-‐ isoprenoides, ciclo de Leloir cycle para a produção de quitina, biossíntese de purinas (única entre parasitas protistas), a biosíntese de folates (ausente em metazoa) e alguns genes únicos como, a oxidase alternativa (um atalho da cadeia respiratória) e um sensor de oxigénio, HPH. Todos estes metabolismos foram abordados e algumas drogas foram testadas com sucesso. A relação entre o hospedeiro mais comum, a R. decussatus, com o P. olseni foi explorada numa dimensão impossível a alguns anos atrás. Com a crescente acessibilidade a sequenciadores de segunda geração e a plataformas de análise de microarrays, os genes envolvidos na resposta do hospedeiro ou na virulência do parasita foram sendo decifrados, revelando novos alvos (mecanismos e vias metabólicas), oferecendo a possibilidade de controlar infestações do P. olseni em ambientes fechados. Neste trabalho, milhares de genes relativos à amêijoa e ao seu parasita foram revelados, tendo sido sequenciados e analisados, tornando-‐se numa ferramenta importante e de grande valor para a comunidade científica. Tal permite compreender melhor a relação entre hospedeiro e parasita, promovendo a utilização do P. olseni como um modelo emergente para o estudo dos alveolatas.
Neste trabalho é descrito a exploração de algumas vias metabólicas únicas em Perkinsus olseni, um protista parasita marinho, responsável por mortalidades significativas em moluscos, especialmente em bivalves por todo o mundo. No algarve, a sul de Portugal as mortalidades da amêijoa boa Ruditapes decussatus podem ultrapassar 70%, sendo responsáveis por grandes prejuízos económico-‐sociais. O objectivo de estudar estas vias únicas é encontrar novas estratégias terapêuticas para controlar/eliminar a proliferação do P. olseni em amêijoas. Para tal, várias vias metabólicas foram exploradas e drogas que pudessem afectar esses ciclos foram testadas em termos de inibição. O primeiro passo envolveu a identificação dos genes por de trás dessas vias, a reconstrução dos principais passos e a caracterização molecular dos mesmos, seguida da identificação dos possíveis alvos nos genes em estudo. As vias metabólicas foram escolhidas porque ou não estão presentes no hospedeiro ou são crucialmente diferentes como as seguinte vias: shikimate, MEP-‐ isoprenoides, ciclo de Leloir cycle para a produção de quitina, biossíntese de purinas (única entre parasitas protistas), a biosíntese de folates (ausente em metazoa) e alguns genes únicos como, a oxidase alternativa (um atalho da cadeia respiratória) e um sensor de oxigénio, HPH. Todos estes metabolismos foram abordados e algumas drogas foram testadas com sucesso. A relação entre o hospedeiro mais comum, a R. decussatus, com o P. olseni foi explorada numa dimensão impossível a alguns anos atrás. Com a crescente acessibilidade a sequenciadores de segunda geração e a plataformas de análise de microarrays, os genes envolvidos na resposta do hospedeiro ou na virulência do parasita foram sendo decifrados, revelando novos alvos (mecanismos e vias metabólicas), oferecendo a possibilidade de controlar infestações do P. olseni em ambientes fechados. Neste trabalho, milhares de genes relativos à amêijoa e ao seu parasita foram revelados, tendo sido sequenciados e analisados, tornando-‐se numa ferramenta importante e de grande valor para a comunidade científica. Tal permite compreender melhor a relação entre hospedeiro e parasita, promovendo a utilização do P. olseni como um modelo emergente para o estudo dos alveolatas.
Description
Keywords
Biologia celular Biologia molecular Perkinsus Genómica Parasitas Hospedeiro