Bioquímica y fisiología de aracnidos

Grupo de trabajo

Directora de línea

Cunningham, Mónica

Investigadora
cunninghammonica@fcnym.unlp.edu.ar

Director de línea

García, Fernando

Investigador
cfgarcia1123@fcnym.unlp.edu.ar

Laino, Aldana

Investigadora
aldanalaino@fcnym.unlp.edu.ar

Molina, Gabriel

Becario

gabriel.molina@fcnym.unlp.edu.ar

Colaboradores de otras instituciones

Costa, Fernando G.
Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay.

Sotelo-Mundo, Rogerio
Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) y Universidad de Sonora (UNISON). Hermosillo, Sonora, Mexico.

Trabalon Marie
Departamento de Biología, Universidad de Rennes. Rennes, Francia.

Barneche Jorge
Centro de Estudios Parasitológicos y de Vectores (CEPAVE), CONICET-UNLP. La Plata.

González, Alda
Centro de Estudios Parasitológicos y de Vectores (CEPAVE), CONICET-UNLP. La Plata.

Mattoni, Camilo
Laboratorio de Biología Reproductiva y Evolución, Instituto de Diversidad y Ecología Animal (CONICET-UNC).

Ojanguren-Affilastro, Andrés
Museo Argentino de Ciencias Naturales, Bernardino Rivadavia (CABA), Argentina.

Resumen de línea

Los arácnidos son uno de los grupos de artrópodos que presentan mayor diversidad, existen más de 100 familias de arañas distribuidas en todo el mundo con más de 42.000 especies descriptas. En Argentina, 48 familias están representadas con alrededor de 1.000 especies, con un importante rol ecológico. El objetivo general de esta línea de investigación es avanzar en el conocimiento sobre aspectos biológicos, bioquímicos y fisiológicos de estos organismos, principalmente en relación al rol de lipoproteínas tanto hemolinfáticas como vitelínicas; enzimas y procesos reproductivos e inmunológicos.

Sub-proyectos:

1- Identificación y caracterización de vitelogenina en las arañas Grammostola rosea y Polybetes pythagoricus.

El conocimiento y la comprensión de la funcionalidad de las vitelogeninas son aspectos de gran interés, ya que pueden determinar la supervivencia de los embriones y por ende la de la especie. Sin embargo, la carencia total de conocimiento de vitelogeninas en arácnidos no permite ninguna especulación en relación al tema.
Uno de los objetivos del proyecto es identificar y caracterizar las lipoproteínas presentes en la tarántula G. rosea y en P. pythagoricus en etapas no reproductivas y reproductivas, con el fin de poder determinar el funcionamiento completo del sistema lipoproteico.

Los objetivos específicos son:
• Aislamiento e identificación de las diferentes lipoproteínas: hemolinfáticas, vitelogénicas y de huevo de las 2 arañas modelo.
• Caracterizar dichas partículas lipoproteicas en cuanto a su composición proteica en condicionas nativas y disociantes, empleando diferentes técnicas electroforéticas.
• Caracterizar las composiciones lipídicas de las diferentes lipoproteínas, como así también la composición de ácidos grasos, empleando técnicas cromatográficas.
• Correlacionar las composiciones lipídicas y proteicas de las lipoproteínas con sus diferentes funciones.
• Generar anticuerpos policlonales contra la lipoproteína de vitelo.
• Determinar las relaciones existentes entre las diferentes lipoproteínas presentes en hemolinfa (vitelogenina), en ovario y en huevo mediante sus identidades inmunológicas.

2- Análisis comparativo de lípidos y ácidos grasos presentes en diferentes órganos de distintas especies de escorpiones.

Los lípidos poseen en general, tres funciones fundamentales en los organismos: reserva de energía, componentes mayoritarios de membranas y señalización. Dentro de los artrópodos la mayor información en relación a la forma de movilización y almacenamiento de lípidos se encuentra en insectos y crustáceos. Muy pocos trabajos se han realizado en escorpiones. Este orden, posee una importancia destacable como modelo en bioquímica de artrópodos, ya que se caracteriza por comprender animales muy primitivos, que han variado poco en el tiempo.

Los objetivos específicos son:
• Aislar los diferentes órganos involucrados en la dinámica de lípidos: hepatopáncreas, músculo, hemolinfa.
• Caracterizar en forma comparativa los lípidos y ácidos grasos de tres especies de escorpiones Timogenes elegans, Timogenes dorbignyi, y Brachistosternus ferrugineus, focalizando el estudio en los principales órganos/tejidos involucrados en la dinámica de lípidos.

3- Análisis comparativo de la dinámica de lípidos en Arañas Araneomorphae y Mygalomorphae. Diferencias y similitudes entre Infraórdenes.

Los lípidos generalmente tienen tres funciones fundamentales en los organismos: depósitos de energía, componentes mayoritarios de membranas y señalización. Dentro de los artrópodos la mayor información relacionada con la forma de movilización y almacenamiento de lípidos se encuentra en insectos y crustáceos. La literatura es escasa y confusa en relación a los arácnidos. Sabemos que las diferentes especies de arácnidos poseen diferencias y similitudes en su dinámica lipídica, las cuales se encuentran sujetas a relaciones filogéneticas y a sus hábitos de vida; existiendo patrones de ácidos grasos en las diferentes especies de arañas y existiendo identidad inmunológica entre las lipoforinas de diferentes especies de arañas y entre las hemocianinas de diferentes especies de arañas estudiadas.

Los objetivos específicos son:
• Estudiar la dinámica lipídica en diferentes especies de arácnidos (representantes de los Infraordenes Araneomorpha y Mygalomorphae), su forma de almacenamiento, su forma de transporte en hemolinfa y la presencia de estos en diferentes órganos.
• Determinar de forma cuali y cuantitativa la composición lipídica de divertículo intestinal, hemolinfa y músculo de las diferentes especies estudiadas.
• Determinar de forma cuali y cuantitativa la composición de ácidos grasos de divertículo intestinal, hemolinfa y músculo de las diferentes especies.
• Determinar la identidad inmunológica de las diferentes proteínas presentes en hemolinfa.
• Correlacionar las posibles diferencias y similitudes teniendo en cuenta relaciones filogenéticas.

4- Efecto de insecticidas sobre enzimas involucradas en mecanismos de detoxificación, de arañas presentes en agroecosistemas.

En los agroecosistemas las arañas son consideradas enemigos naturales de insectos perjudiciales, motivo por el cual el estudio de las comunidades de estos organismos en ambientes agrícolas ha cobrado gran importancia en los últimos años. El objetivo de esta línea de investigación es estudiar el efecto de insecticidas comúnmente utilizados en diversos cultivos sobre la expresión/actividad de diferentes enzimas involucradas en mecanismos de detoxificación.

Los objetivos específicos son:
• Determinar la dosis letal 50 de cipermetrina y otros insecticidas utilizados en cultivos.
• Evaluar los efectos de estos insecticidas sobre la actividad de diferentes enzimas como: acetilcolinesterasa, superóxido-dismutasa, catalasa y glutatión S-transferasa utilizando técnicas colorimétricas.
• Evaluar los efectos de los insecticidas sobre la expresión diferencial de las enzimas utilizando PCR-tiempo real.

5- Caracterización de péptidos antimicrobiales hemolinfáticos y de hemocitos en la araña Polybetes pythagoricus. Rol de la hemocianina en el sistema inmune de arácnidos.

Dada la abundancia de Hc en la hemolinfa de invertebrados, la ausencia de una verdadera enzima fenoloxidasa (PO) en quelicerados, las diversas funciones inmunes descriptas en Hcs de diversos organismos y nuestros recientes resultados que indican que la Hc de la araña Polybetes pythagoricus tiene actividad PO inducida con SDS, proponemos que quizás este organismo puedautilizar a la Hc como molécula de defensa ante una infección. De esta manera la Hc de Polybetes pythagoricus podría ser precursora de péptidos antimicrobianos (AMPs), pudiendo tener propiedades antivirales, presentando un comportamiento hemolítico y/o aglutinante o sintetizando especies reactivas del oxígeno. Por otro lado, los hemocitos podrían contener ciertos péptidos que también actúen en el sistema de defensa.

Los objetivos específicos son:
• Generar un desafío inmunológico y analizar a partir de ello los posibles péptidos y sus características tanto en hemolinfa como en hemocitos de la araña Polybetes pythagoricus.
• Identificar, secuenciar y sintetizar péptidos sintéticos a partir de los péptidos generados por el desafío inmunológico, y con ellos realizar los ensayos antimicrobiales.
• Analizar los posibles roles de la Hemocianina en los procesos de defensa contra microorganismos.
• Evaluar si la hemocianina tiene la capacidad de aglutinar bacterias y/o eritrocitos y si puede generar por proteólisis parcial péptidos antimicrobianos.

6- Proyecto en colaboración: Desarrollo de detección temprana de fiebre manchada y picadura de araña violinista.

El proyecto de investigación se realizará en colaboración con el Dr. Rogerio Sotelo Mundo, investigador del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), México - Hermosillo . En este proyecto se espera avanzar en el reconocimiento molecular de proteínas de la garrapata y araña violinista (de alta peligrosidad para la salud). A través de los estudios de las proteínas antigénicas de la garrapata canina (Rhipicephalus sanguineous) y de la araña violinista (Loxosceles laeta) se espera detectar tempranamente las picaduras de estas especies para poder desarrollar herramientas para su diagnóstico.

Behavioral, Histological, and Physiological Evaluation of the Effect of Imidacloprid on the Spider Misumenops maculissparsus.
Gabellone, C; Molina, G; Arrighetti, F; Laino, A; Garcia, C.F.
2022. Environmental toxicology and chemistry. Buenos Aires: SETAC PRESS. ISSN 0730-7268
doi.org/10.1002/etc.5411

Embryonic and post-embryonic development of the spider Polybetes pythagoricus (Sparassidae): A biochemical point of view.
Romero, Sofia; Laino, Aldana; Molina, Gabriel; Cunningham, Mónica; Garcia, Carlos Fernando.
2022. Anais da academia brasileira de ciencias. Rio de Janeiro: ACAD BRASILEIRA DE CIENCIAS,. vol. 94, n° 3, p. 1-19. ISSN 0001-3765
doi.org/10.1590/0001-3765202220210159

Transport pathways of hydrocarbon and free fatty acids to the cuticle in arthropods and hypothetical models in spiders.
Trabalon, Marie; Garcia, C. Fernando.
2021. Comparative biochemistry and physiology. part b, biochemistry &molecular biology: ELSEVIER SCIENCE INC, 2021 - . vol. 252, ISSN 1096-4959

Can Wolf Spider Mothers Detect Insecticides in the Environment? Does the Silk of the Egg-Sac Protect Juveniles from Insecticides?.
Laino Aldana; Romero Sofía; Cunningham Mónica; Molina Gabriel; Gabellone, Cecilia S.; Trabalon Marie; García Fernando.
2021. Environmental toxicology and chemistry. Buenos Aires: SETAC PRESS,- . vol. 40, n° 10, p. 2861-2873. ISSN 0730-7268

Low temperatures induce physiological changes in lipids, fatty acids and hydrocarbons, in two rare winter scorpions of genus Urophonius (Scorpiones, Bothriuridae).
Garcia, C. Fernando; Oviedo-Diego, Mariela; Laino, Aldana; Peterson, Graciela; Mattoni, Camilo; Peretti, Alfredo V; Ojanguren-Affilastro, Andrés A.
2021. Journal of thermal biology. Amsterdam: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD,- . vol. 96, ISSN 0306-4565

Study of the effect of cypermethrin on the spider Polybetes phytagoricus in different energy states.
Laino, A.; Garcia, C. F.
2020. Pesticide biochemistry and physiology. ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 2020 - . vol. 165, ISSN 0048-3575
doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.104559

Residual vitellus and energetic state of wolf spiderlings Pardosa saltans after emergence from egg-sac until first predation.
Laino, A.; Cunningham, M.; Garcia, F.; Trabalon, M.
2020. Journal of comparative physiology b-biochemical systemic and environmental physiology. HEIDELBERG: SPRINGER HEIDELBERG, 2020 - . vol. 190, n° 3, p. 261-274. ISSN 0174-1578
doi.org/10.1007/s00360-020-01265-6#Ack1

Arachnid Hemocyanins.
Cunningham M.; Laino A.; Romero, S.; F. García.
2020. Springer Nature Switzerland AG, p. 1-13. ISBN 978-3-030-41768-0
doi.org/10.2174/092986607780782731

First study on lipid dynamics during the female reproductive cycle of polybetes pythagoricus (Araneae: Sparassidae).
Neighbour signals perceived by phytochrome B increase thermotolerance in Arabidopsis.
Arico, Denise; Legris, Martina; Castro, Luciana; García, Carlos Fernando; Laino, Aldana; Casal, Jorge José; Mazzella, Maria Agustina.
2019: Plant, cell and environment (print). Londres: WILEY-BLACKWELL PUBLISHING, INC, p. 1-13. ISSN 0140-7791
doi.org/10.1111/pce.13575

Vitellogenesis in spiders: first análisis of protein changes in different reproductive stages of Polybetes pythagoricus.
Romero, S.; Laino, A.; Arrighetti, F.; García, C.F.; Cunningham, M.
2019: Journal of comparative physiology b-biochemical systemic and environmental physiology. SPRINGER HEIDELBERG, vol. 189, n° 3-4, p. 335-350. ISSN 0174-1578
doi.org/10.1007/s00360-019-01217-9

Romero, S; Laino, A; Arrighetti, F; Cunningham, M; Garcia, C. F.
2018. Canadian journal of zoology. NATL RESEARCH COUNCIL CANADA-N R C RESEARCH PRESS, vol. 96, n° 8, p. 847-858. ISSN 0008-4301

Biochemical and structural characterization of a novel arginine kinase from the spider Polybetes pythagoricus.
Laino, A; Lopez-Zavala, A. A; Garcia-Orozco, K. D; Carrasco-Miranda, J. S; Santana, M; Stojanoff, V; Sotelo-Mundo, R. R; Garcia, C. F.
2017. PeerJ Inc. vol. 2017, n° 9, p. 1-19

De novo assembly and transcriptome characterization of the freshwater prawn Palaemonetes argentinus: Implications for a detoxification response.
García, C. F; Pedrini, N; Sánchez-Paz, A; Reyna-Blanco, C. S; Lavarias, S; Muhlia-Almazán, A; Fernández-Giménez, A; Laino, A; De La Re Vega, E; Lukaszewicz, G; López-Zavala, A. A; Brieba, L. G; Criscitello, M. F; Carrasco-Miranda, J. S; García-Orozco, K. D; Ochoa-Leyva, A; Rudiño-Piñera, E; Sanchez-Flores, A; Sotelo-Mundo, R. R.
2017. Marine genomics: ELSEVIER SCIENCE BV. p. 74-81. ISSN 1874-7787

Multibiomarker Responses In Aquatic Insect Belostoma Elegans (Hemiptera) To Organic Pollution In Freshwater System.
Lavarias, S; Ocon, C; V. López Van Oosterom; Laino, A; Medesani, D. A; Fassiano, A. V; Garda, H; Donadelli, J; Ríos De Molina, M; Rodriguez, A.
2017. Environmental science and pollution research. Heidelberg: Springer Heidelberg. vol. 24, n° 2, p. 1322-1337. ISSN 0944-1344

Embryonic and post-embryonic development inside wolf spiders egg sac with special emphasis on the vitellus.
Trabalon, M; Fanny Ruhland; Laino, A; Cunningham, M; Garcia, C. F.
2017. Journal of comparative physiology b-biochemical systemic and environmental physiology. Heidelberg: Springer Heidelberg. p. 1-14. ISSN 0174-1578

Acute toxicity of organophosphate fenitrothion on biomarkers in prawn Palaemonetes argentinus (Crustacea: Palaemonidae).
Lavarias, S; García, C. F.
2015. Environmental Monitoring and Assessment. Berlin: SPRINGER, N° 65, p. 187-197 ISSN 0167-6369

Analysis of lipid and fatty acid composition of three species of scorpions with relation to different organs.
Laino, A; Mattoni, C; Ojanguren, A; Cunningham, M; García, F.
2015. Comparative Biochemistry and Physiology. part b, Biochemistry & Molecular Biology: ELSEVIER SCIENCE INC, vol. 190, p. 27-36. ISSN 1096-4959

Characterization of Phenoloxidase Activity From Spider Polybetes pythagoricus Hemocyanin.
Laino, A; Lavarías, S; Suarez, G; Lino, A; Cunningham, M.
2015. Journal of Experimental Zoology part a- Ecological Genetics and Physiology. New York: WILEY-LISS, DIV JOHN WILEY & SONS INC, vol. 323, p. 547-555. ISSN 1932-5223

Identification and characterization of the Lipid transport system in the tarantula Grammostola rosea.
Laino, A; Cunningham, M; Suarez, G; García, C. F.
2015. Open Journal of Animal Science: Scientific Research, vol. 5, p. 9-20. ISSN 2161-7597

Protein characterization and fatty acid composition of VHDL subfraction II of the spider Polybetes pythagoricus.
Laino, A; García, F; Cunningham, M.
2015. Biocell. Mendoza: INST HISTOL EMBRIOL-CONICET, vol. 39, p. 33-40. ISSN 0327-9545

Energy sources from the eggs of the wolf spider Schizocosa malitiosa: Isolation and characterization of lipovitellins.
Laino, A; Cunningham, M; Costa, F; Garcia, C. F.
2013. Comparative Biochemistry and Physiology. Part B, Biochemistry & Molecular Biology: ELSEVIER SCIENCE INC. vol. 165, p. 172-180. ISSN 1096-4959

Study of biochemical biomarkers in freshwater prawn Macrobrachium borellii (Crustacea: Palaemonidae) exposed to organophosphate fenitrothion.
Lavarias, S; García, F; Crespo, R; Pedrini, N; Heras, H.
2013. Ecotoxicology and Environmental Safety. San Diego: Academic Press Inc Elsevier Science. vol. 96, p. 10-16. ISSN 0147-6513

The multi-component venom of the spider Cupiennius salei: A bioanalytical investigation applying different strategies.
Trachsel, C; Siegemund, D; Kämpfer, U; Kopp, L; Bühr, C; Grossmann, J; Lüthi, C; Cunningham, M; Nentwig, W; Kuhn-Nentwig, L; Schürch, S; Schaller, J.
2012. Febs journal. Londres: Wiley-Blackwell Publishing, Inc, vol. 279, p. 2683-2694

Vitellogenin and Lipovitellin from the Macrobrachium borellii as hydrocarbon pollution biomarker.
García, C. F; Heras, F.
2012. Marine Pollution Bulletin. Amsterdam: Pergamon-ElSevier Science Ltd, vol. 64, p. 1631-1636

Vitellogenin levels in hemolymph, ovary and hepatopancreas of the freshwater crayfish Cherax quadricarinatus (Decapoda: Parastacidae) during the reproductive cycle.
Ferre, L; Medesani, D; García, C. F; Grodzielski, M; Rodríguez, E.
2012. Revista de Biología Tropical, vol. 60, p. 253-261

In vitro lipid transfer between lipoproteins and midgut-diverticula in the spider Polybetes pythagoricus.
Laino, A; Cunningham, M. L; Heras, H; García, F.
2011. Comp. Biochem Physiol B 160: 181-186

Isolation and characterization of two vitellins from eggs of the spider Polybetes pythagoricus (Araneae: Sparassidae).
Laino, A; Cunningham, M; Heras, H; García, F.
2011. Comparative Biochemistry and Physiology, Part B 158: 142-148

Structure and stability of crustacean lipovitellin: Influence of lipid content and composition.
García, C. F; Cunningham, M; Soulages, J. L; Heras, H; Garda, H. A.
2010. Comparative biochemistry and physiology. part b, biochemistry & molecular biology. Elsevier Science Inc. vol. 155, n° 2, p. 126-131

First insight into the lipid uptake, storage and mobilization in arachnids. Role of midgut diverticula and lipoproteins.
Laino, A; Cunningham, M; Garcia, F; Heras, H.
2009. Journal of Insect Physiology 55: 1118-1124

Embryo lipoproteins and yolk lipovitellin consumption during embryogenesis in Macrobrachium borellii (Crustacea: Palaemonidae).
García, C. F; Cunningham, M; Garda, H. A; Heras, H.
2008. Comparative biochemistry and physiology. part b, biochemistry & molecular biology, vol. 151, p. 317-322

Effect of the water-soluble fraction of petroleum on microsomal lipid metabolism of machrobrachium borellii (arthropoda: crustacea).
Lavarias, S. M. L; García, F; Pollero, R; Heras, H.
2007. Aquatic toxicology. Elsevier. vol. 82, p. 265-271

Arachnid lipoproteins: Comparative aspects. Comparative biochemistry and physiology. Comparative pharmacology and toxicology.
Cunningham, M; García, F; Pollero, R.
2007. Elsevier Sci, Oxford. vol. 146, p. 79-87

Arachnid Hemocyanins.
Cunningham M.; Laino A.; Romero, S.; F. García.
2020. Springer Nature Switzerland AG, p. 1-13. ISBN 978-3-030-41768-0
doi.org/10.2174/092986607780782731

The freshwater prawns M borellii and P argentinus (Crustacea: Palaemonidae) as valid indicators of organophospathe pesticide exposure.
Garcia, C. F; Sotelo-Mundo, R. R; Larramendy, M. L.
2017. A biochemical assasement: The Royal Society of Chemistry. p. 196-211. ISBN 978-1-78262-781-4

Pid Synthesis and Transport in Shrimps.
Garcia, C. F; Gonzalez-Baró, M.
2013. Hauppauge, NY: Nova Science Publishers, p. 71-94. ISBN 978-1-62417-317-2

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