Trypanosoma livingstonei: a new species from African bats supports the bat seeding hypothesis for the Trypanosoma cruzi clade

Abstract

BackgroundBat trypanosomes have been implicated in the evolutionary history of the T. cruzi clade, which comprises species from a wide geographic and host range in South America, Africa and Europe, including bat-restricted species and the generalist agents of human American trypanosomosis T. cruzi and T. rangeli.MethodsTrypanosomes from bats (Rhinolophus landeri and Hipposideros caffer) captured in Mozambique, southeast Africa, were isolated by hemoculture. Barcoding was carried out through the V7V8 region of Small Subunit (SSU) rRNA and Fluorescent Fragment Length barcoding (FFLB). Phylogenetic inferences were based on SSU rRNA, glyceraldehyde phosphate dehydrogenase (gGAPDH) and Spliced Leader (SL) genes. Morphological characterization included light, scanning and transmission electron microscopy.ResultsNew trypanosomes from bats clustered together forming a clade basal to a larger assemblage called the T. cruzi clade. Barcoding, phylogenetic analyses and genetic distances based on SSU rRNA and gGAPDH supported these trypanosomes as a new species, which we named Trypanosoma livingstonei n. sp. The large and highly polymorphic SL gene repeats of this species showed a copy of the 5S ribosomal RNA into the intergenic region. Unique morphological (large and broad blood trypomastigotes compatible to species of the subgenus Megatrypanum and cultures showing highly pleomorphic epimastigotes and long and slender trypomastigotes) and ultrastructural (cytostome and reservosomes) features and growth behaviour (when co-cultivated with HeLa cells at 37°C differentiated into trypomastigotes resembling the blood forms and do not invaded the cells) complemented the description of this species.ConclusionPhylogenetic inferences supported the hypothesis that Trypanosoma livingstonei n. sp. diverged from a common ancestral bat trypanosome that evolved exclusively in Chiroptera or switched at independent opportunities to mammals of several orders forming the clade T. cruzi, hence, providing further support for the bat seeding hypothesis to explain the origin of T. cruzi and T. rangeli.

DNA of free-living bodonids (Euglenozoa: Kinetoplastea) in bat ectoparasites: potential relevance to the evolution of parasitic trypanosomatids

“…This necessitates the ability of T. cruzi to pass through the oral/gastric mucosa (Thomas et al, 2007), similarly to other stercorarian trypanosomes (Lima et al, 2013). However, to the best of the authors' knowledge, this has not been demonstrated in case of bodonids.…”

Spliced Leader (SL) RNA: análises de genes e regiões intergênicas com aportes na filogenia, taxonomia e genotipagem de <i>Trypanosoma</i> spp. de todas as classes de vertebrados.

“…Isto levou à proposição de uma nova hipótese evolutiva (Teoria do "Bat Seeding"), segundo a qual o ancestral comum do clado é um tripanossoma de morcego, que se diversificou e se dispersou geograficamente (Hamilton et al, 2012). Esta hipótese tem sido corroborada pelo isolamento de tripanossomas de morcego filogeneticamente posicionados na porção basal do clado T. cruzi (Lima et al, 2013(Lima et al, , 2015a.…”

“…Igualmente, este marcador tem sido utilizado para determinar TUs para identificar novas espécies potenciais de tripanossomatídeos (Maslov et al, 2007(Maslov et al, , 2013Yurchenko et al, 2009;Votypka et al, 2010Votypka et al, , 2012, assim como para confirmar as espécies novas de Trypanosoma (Lima et al, 2013(Lima et al, , 2015a.…”

“…Embora T. brucei seja a espécie mais estudada quanto à regulação da expressão do gene SL, sabe-se muito pouco sobre o repertório e estrutura dos genes SL das demais espécies de tripanossomas africanos, contando-se apenas com dados obtidos pela amplificação do gene e determinação do seu tamanho (Garside, Gibson, 1995 (Maslov et al, 1993;Gibson et al, 2000;Maia da Silva et al, 2007;Rodrigues et al, 2010;Lima et al, 2013Lima et al, , 2015a. Em espécies como T. brucei e T. cruzi, que não apresentam a associação SL-5S rRNA, os genes 5S rRNA estão organizados em tandem, enquanto que em L. major estão dispersos inteiramente no genoma e sempre associados com os genes tRNA (Martinez-Calvillo et al, 2010).…”

“…De modo similar ao que acontece com sequências da SSUrRNA, sequências do gene gGAPDH são recomendadas para análises filogenéticas e posicionamento taxonômico dos tripanossomatídeos e têm se mostrado úteis para determinar o "barcoding" desses organismos (Hamilton et al, 2007;Lima et al, 2013;Fermino et al, 2015). Os genes de gGAPDH codificam proteínas e estão susceptíveis a pressões seletivas, apresentando taxas de evolução menores quando comparadas as de genes não codificadores.…”