Estudios genómicos y transcriptómicos en Leishmania

• Autores: Esther Camacho Cano
• Directores de la Tesis: José M. Requena Rolanía (dir. tes.), Begoña Aguado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Número de páginas: 240
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Jiménez Ruiz (presid.), Núria Gironés Pujol (secret.), Graciela Alonso Castro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
      • Informática
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Leishmania es un parásito unicelular que causa la leishmaniasis. El tratamiento de esta enfermedad se basa en un número reducido de fármacos con problemas de eficiencia y toxicidad. Por ello, son necesarias nuevas estrategias de control y los estudios ‘ómicos’ pueden contribuir a generarlas.

    Esta Tesis doctoral profundiza en el conocimiento del genoma y del transcriptoma de los principales agentes causales de la leishmaniasis cutánea (L. major), la mucocutánea (L. braziliensis) y la visceral (L. infantum y L. donovani). Este conocimiento es la base para estudios moleculares y para el establecimiento de nuevos blancos para el desarrollo de nuevas terapias contra la enfermedad.

    En este trabajo, se han determinado las secuencias de los genomas de L. major, L. donovani y L. braziliensis ensamblados de novo mediante datos de DNA-Seq generados por dos metodologías de secuenciación (Illumina y PacBio). Estos ensamblajes, presentados en una sola secuencia continua por cromosoma y sin indeterminaciones de secuencia, han supuesto una mejora considerable con respecto a los anteriores. Además, se han mejorado las anotaciones de genes y proteínas para estas especies.

    También se ha determinado la secuencia del DNA del kinetoplasto (kDNA), que corresponde al genoma mitocondrial en Leishmania, mediante un método bioinformático para ensamblar el kDNA a partir de datos de DNA-Seq. Esto ha permitido determinar de forma íntegra la secuencia de la región conservada de los maxicírculos y de un gran número de minicírculos para las cuatro especies. Además de la anotación de los genes de los maxicírculos, se ha puesto de manifiesto la gran heterogeneidad de los minicírculos. Esta información es de gran utilidad para estudios filogenéticos y de tipificación de especies.

    Asimismo, se ha determinado el transcriptoma de las cuatro especies mediante RNA-Seq. Esta información junto con la anotación del genoma, ha posibilitado establecer los modelos génicos (regiones codificantes y no codificantes) para la mayoría de los genes e identificar nuevos genes, evidenciando la necesidad de reanotación de algunas regiones codificantes. Este conocimiento es fundamental para el estudio de la regulación y expresión de los genes. En este sentido, para cada especie, se ha determinado la expresión relativa de sus transcritos y se ha realizado un análisis de expresión diferencial en base a la comparación de los niveles de expresión génica en los transcriptomas. Otro hallazgo ha sido la identificación de un nuevo gen procesado por cis-splicing. Este mecanismo es excepcional en Leishmania, que solo presenta documentados dos genes con intrones. En L. infantum, se realizó un ensayo pionero consistente en la secuenciación de RNA mediante la metodología PacBio (Iso-Seq) que permite determinar la secuencia de transcritos completos. Esta aproximación, es muy eficaz para la anotación de sitios de poliadenilación y ha permitido identificar un locus heterocigoto generado por una deleción alélica y un posible caso de splicing con intrones no convencionales, que sería el primero definido en Leishmania.

    Finalmente, con el objetivo de facilitar el acceso a los datos generados, se ha desarrollado una página web, Leish-ESP (http://leish-esp.cbm.uam.es/), que es un repositorio de descarga de datos, pero que también permite su visualización interactiva en un contexto genómico.