Evolución de la familia de genes PPK de insectos

Los receptores de insectos carteristas (PPK) desempeñan diversas funciones, incluyendo la detección de estímulos mecano y quimiosensoriales. A pesar de su importancia, los estudios sobre su evolución se han centrado únicamente en Drosophila .

En este trabajo, se analizaron los genomas de 26 especies de ocho órdenes de insectos, abarcando holometábolos y hemimetábolos, como Blattodea, Orthoptera, Hemiptera, Phthiraptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Coleoptera y Diptera. El análisis permitió caracterizar la evolución de esta familia de genes, identificando PPK en todos los genomas estudiados, con un total de 578 genes distribuidos en siete subfamilias.

La filogenia mostró que ppk17 es el miembro más divergente y forma parte de una nueva subfamilia, designada como subfamilia VII. Las PPK evolucionaron siguiendo un modelo de nacimiento y muerte de genes, lo que generó expansiones específicas en ciertos linajes, típicamente agrupadas en clústeres. Además, varios ortogrupos fueron sometidos a selección purificadora. La subfamilia V resultó ser la más numerosa e incluyó una expansión específica en mosquitos que podría convertirse en un objetivo prometedor para el control de plagas.

Se observó un alto grado de recambio genético en las PPK, lo que dio lugar a una considerable variación entre especies. Por ejemplo, Musca domestica (59 genes), Aedes albopictus (51), Culex quinquefasciatus (48) y Blattella germanica (41) presentaron los repertorios más amplios. En contraste, Pediculus humanus (que solo posee ppk17 ), abejas y hormigas (entre 6 y 9 genes) mostraron conjuntos mucho más reducidos.

A pesar de esta variabilidad, se identificó un subconjunto de PPK conservadas, lo que sugiere que cumplen funciones esenciales. Además, al menos el 20% de las secuencias analizadas presentaron motivos de unión a calmodulina, indicando que estas PPK podrían amplificar las respuestas sensoriales, similar a lo observado en Drosophila melanogaster ppk25 .