Análisis de elementos integrativos y conjugativos de tipo SXT/R391 presentes en genomas de bacterias marinas

DANIELA PIRAJAN; SUSANA VAZQUEZ; CECILIA QUIROGA

Congreso; V Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental; 2021

Los elementos integrativos y conjugativos (ICE) participan en la transferencia de material genético mediante la conjugación entre bacterias y contribuyen con la diseminación de rasgos benéficos (genes de resistencia a metales, de virulencia, mecanismos de defensa, etc). Existen varias familias de ICEs, siendo SXT/R391 una de las más diseminadas en bacterias de procedencia marina (por ej., Vibrio spp.). Los ICE también se encuentran en patógenos bacterianos (por ej., Enterobacterias), facilitando el intercambio de genes entre distintos nichos. Los ICEs SXT/R391 poseen varias regiones conservadas (xis/int, traID, traLEKBVA, traCFWUN, bet/exo, traFHG setCDR) separadas por regiones variables denominadas hotspot (HS). Los HS codifican para genes accesorios generalmente beneficiosos para el hospedador.El objetivo de este trabajo fue evaluar la ocurrencia de esta familia de ICEs en bacterias aisladas de diversos reservorios ambientales e identificar los genes benéficos codificados en estas plataformas. Para ello, se trabajó con 155 ICEs SXT/R391 obtenidos de la base de datos ICEberg 2.0, pertenecientes a los géneros Actinobacillus (1: 0.65%), Alteromonas (6; 3.87%), Enterovibrio (1; 0.65%), E. coli (1; 0.65%), Marinomonas (3; 1.94%), Photobacterium (1; 0.65%), Proteus (24; 15.48%), Providencia (6; 3.87%), Pseudoalteromonas (1; 0.65%), Shewanella (4; 2.58%) y Vibrio (107; 69.03%). Aunque la mayoría de estos géneros se pueden encontrar en nichos acuáticos, varias bacterias portadoras de ICEs fueron aisladas de muestras clínicas o relacionadas con el hombre (66.45%) y solo el 32.28% provenían de un reservorio ambiental. El análisis comparativo de los ICEs SXT/R391 de 13 muestras ambientales (Alteromonas, Enterovibrio, Marinomonas y Shewanella, excluyendo a Vibrio que ya fue estudiado) usando MAUVE V2.4.0 y blastN mostró que todas estas plataformas estaban localizadas en el locus prfC, lo que refleja una alta conservación de sitio y una elevada especificidad por parte del sistema de recombinación Xis/Int. El análisis de las regiones HS reveló que los ICEs del género Alteromonas poseían genes asociados a recombinación (tnp, int), genes de defensa (sistemas de restricción y modificación (RM) y toxina/antitoxina (TA)) y operones asociados a la reducción, transporte o eflujo de metales (mer, czc, Cd-RND). Los sistemas RM y TA fueron también encontrados en los ICEs del género Shewanella; mientras que los ICEs del género Marinomonas poseían no sólo estos sistemas de defensa sino también genes relacionados con la resistencia a metales como Cu, Zn, Co y Cd. En las inmediaciones de estos genes se encontraron IS, que podrían colaborar con su diseminación.Nuestro estudio evidencia una relación entre los mecanismos de defensa y los ICEs SXT/R391, que probablemente contribuyen con la supervivencia de bacterias marinas frente a la acción de bacteriófagos. Además, se observa la adaptación de estas bacterias, que adquieren ICEs portadores de genes de resistencia a metales.