Molecular identification of the chitinase genes in plasmodium relictum

Abstract

Antecedentes: Los parásitos del paludismo necesitan sintetizar la quitinasa para pasar a través de la membrana peritrófica, que se crea alrededor del intestino medio del mosquito, para completar su ciclo de vida. En especies de malaria de mamífero, el gen de quitinasa comprende una copia grande o una copia corta. En los parásitos de la malaria aviar Plasmodium gallinaceum ambas copias están presentes, lo que sugiere que una duplicación de genes en el antepasado a estas especies existentes precedió a la pérdida de la larga o la copia corta en Plasmodium parásitos de mamíferos. Plasmodium gallinaceum no es el parásito más extendido y dañino de las aves. Este estudio es el primero en buscar e identificar el gen de la quitinasa en uno de los parásitos más frecuentes de la malaria aviar, Plasmodium relictum.

Métodos: Se usaron ambas copias de P. gallinaceum quitinasa como secuencias de referencia para el diseño del cebador. Diferentes secuencias de Plasmodium spp. Se utilizaron para construir el árbol filogenético del gen de quitinasa.

Resultados: Se identificó el gen que codifica la quitinasa en aislados de dos linajes mitocondriales de P. relictum (SGS1 y GRW4). La quitinase encontrada en estos dos linajes consiste tanto de la larga (PrCHT1) como de la corta (PrCHT2). Las diferencias genéticas encontradas en la copia larga del gen de quitinasa entre SGS1 y GRW4 fueron mayores que la diferencia observada para el gen del citocromo b.

Conclusión: La identificación de ambas copias en P. relictum arroja luz sobre la relación filogenética del gen de la quitinasa en el género Plasmodium. Debido a su alta variabilidad, el gen de la quitinasa podría usarse para estudiar la estructura genética de la población en aislamientos de diferentes especies hospedantes y regiones geográficas.

Background: Malaria parasites need to synthesize chitinase in order to go through the peritrophic membrane, which is created around the mosquito midgut, to complete its life cycle. In mammalian malaria species, the chitinase gene comprises either a large or a short copy. In the avian malaria parasites Plasmodium gallinaceum both copies are present, suggesting that a gene duplication in the ancestor to these extant species preceded the loss of either the long or the short copy in Plasmodium parasites of mammals. Plasmodium gallinaceum is not the most widespread and harmful parasite of birds. This study is the first to search for and identify the chitinase gene in one of the most prevalent avian malaria parasites, Plasmodium relictum.

Methods: Both copies of P. gallinaceum chitinase were used as reference sequences for primer design. Different sequences of Plasmodium spp. were used to build the phylogenetic tree of chitinase gene.

Results: The gene encoding for chitinase was identified in isolates of two mitochondrial lineages of P. relictum (SGS1 and GRW4). The chitinase found in these two lineages consists both of the long (PrCHT1) and the short (PrCHT2) copy. The genetic differences found in the long copy of the chitinase gene between SGS1 and GRW4 were higher than the difference observed for the cytochrome b gene.

Conclusion: The identification of both copies in P. relictum sheds light on the phylogenetic relationship of the chitinase gene in the genus Plasmodium. Due to its high variability, the chitinase gene could be used to study the genetic population structure in isolates from different host species and geographic regions.