Desvendando a ecologia de interações inseto-leveduras: caracterização taxonômica, molecular e descobrimento de novas toxinas killer - Bizarria Júnior, Rodolfo [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Leveduras estão frequentemente associadas a insetos e seus ambientes. Benefícios mútuos foram observados em interações insetos-leveduras e incluem, dentre outros, o uso das leveduras como fonte de alimento e sua dispersão por insetos atraídos por seus voláteis. Nesse cenário, as interações inseto-levedura são modelos interessantes para entendimento da ecologia e evolução de mutualismos. Formigas atíneas são componentes importantes da fauna do continente americano, pois praticam uma fungicultura de fungos basidiomicetos, desempenhando importantes papéis ecológicos. Leveduras foram reportadas nos jardins de fungo de formigas atíneas, porém, até o momento, pouco foi explorado sobre a diversidade de leveduras em diferentes fungiculturas. Nosso estudo indica que os jardins são ricos em leveduras, entretanto, são dissimilares em relação à composição. Além disso, algumas leveduras do jardim produzem toxinas antifúngicas, com amplo espectro de atividade, incluindo contra patógenos humanos de importância clínica. Nosso estudo identificou elementos codificadores genômicos de uma nova toxina, que futuramente poderão ser empregados no estudo e busca de novas toxinas em leveduras. Além disso, apresentamos uma nova interação inseto-levedura, entre uma espécie de Cyberlindnera e um besouro que infesta frutos de pau-ferro, sendo essa, uma árvore nativa e acessível em território brasileiro. Por fim, demonstramos que a levedura Cyberlindnera possui rearranjos em genes ribossomais, como a primeira evidência desse fenômeno em leveduras desse clado. Nossa hipótese é que esse fenômeno pode ser um resultado da interação com os besouros. Em conclusão, insetos e seus ambientes apresentam uma grande diversidade de leveduras de interesse biotecnológico, e seu estudo pode elucidar sobre a ecologia e evolução de mutualismos, um campo ainda inexplorado considerando a vasta diversidade de insetos.

Yeasts are often associated with insects and their environments. Mutual benefits have been reported in different insect-yeast interactions including, among others, the use of yeasts as nutritional sources and their dispersal by insects attracted to their volatiles. Therefore, insect-yeast interactions are interesting models for understanding the ecology and evolution of mutualisms. Attine ants are key players in the American fauna, performing a fungiculture of basidiomycete fungi with important ecological roles. Yeasts have been reported in fungus gardens of attine ants; to date, the diversity of yeasts in different fungicultures is elusive. Our study indicates that fungus gardens are rich yeast environments, but dissimilar in terms of community composition. In addition, some yeasts from fungus gardens produce antifungal toxins with a broad spectrum of activity, including towards human pathogens of clinical importance. Our study identified a new toxin encoded by genomic elements, which in the future could be used in the study and search for new toxins from yeasts. Furthermore, we present a new insect-yeast interaction, between a species of Cyberlindnera and a beetle that infests "pau-ferro" fruits, a native and accessible tree in the Brazilian territory. Finally, we demonstrated that the associated yeast Cyberlindnera has rearrangements in ribosomal genes, the first evidence of these characteristics in this clade. We hypothesize that it may be a result of the interaction with the beetles. In conclusion, insects and their environments harbor a diversity of yeasts of biotechnological interest. The study of these yeasts can shed light on the evolution and ecology of mutualisms, which is still an unexplored field considering the vast diversity of insects.
Unraveling the ecology of insect-yeast interactions: taxonomic, molecular characterization and discovery of new killer toxins
Keywords: Mutualismo; Formigas cultivadoras de fungos; Toxinas killer; Cyberlindnera; Libidibia ferrea; Mutualism; Fungus-growing ants; Killer toxins