INVESTIGADORES
TORRES TEJERIZO Gonzalo Arturo
congresos y reuniones científicas
Título:
Caracterización genómica del moviloma plasmídico de la bacteria simbiótica Sinorhizobium meliloti: estimación de tamaño, funciones de replicación y movilización, contenido génico y predicción funcional, relaciones evolutivas con otras bacterias
Autor/es:
LÓPEZ, J.L; WIBBERG, D;; GIUSTI, M.A; MARTINI M. C; TORRES TEJERIZO, G; LOZANO M. J.; SALAS, M. E; SALTO I; PÜHLER A.; DEL PAPA M.F; SCHLÜTER A; PISTORIO M.; LAGARES A.
Reunión:
Congreso; XXVI REUNION LATINOAMERICANA DE RHIZOBIOLOGIA (XXIV RELAR); 2013
Resumen:
Hemos obtenido aprox. 1,55 Mb de información plasmídica no redundante
luego de filtrar por métodos informáticos la contaminación cromosomal
estimada en cerca de 15%. En lo que hace a funciones de mantención y
transferencia de los plásmidos hemos identificado genes de 42 proteínas
vinculadas a la replicación (17 RepA, 12 RepB, y 13 RepC), y un número
importante de genes vinculados a procesos de conjugación (relaxasas,
Mpf, otros). El análisis de similitud por BLASTn de las secuencias
reveló que varios plásmidos en la muestra contienen distintas regiones
con similitud de secuencia a plásmidos (S. meliloti, plásmidos
pSmeSM11b, pSmeSM11a y pSINMEB01; Rhizobium leguminosarum, plásmido
pRL8, etc.) y cromosomas (Mesorhizobium, S. fredii HH103, S. meliloti,
Bradyrhizobium, etc.) de especies relacionadas.
El análisis de la composición funcional del moviloma, mostró que el
grupo más representativo de funciones es el de ?metabolismo? (20%),
seguido por elementos genéticos móviles (18%), ?transporte? y ?proteínas
asociadas a la maquinaria de replicación, partición y segregación? de
los plásmidos, y por mecanismos de ?restricción-metilación?. Los genes
de proteínas hipotéticas y de función desconocida representan 44% del
moviloma.
En un análisis funcional realizado en base al tipo y proporción de COGs,
cromosomas y plásmidos de la familia Rhizobiaceae fueron comparados
para establecer el tipo mayoritario de clases COG y combinaciones de las
mismas que caracterizan a cada uno de los replicones. El análisis de
componentes principales (PCA) aplicado al tipo y proporción de clases
COG presente en cada replicón mostró una clara separación en el espacio
PC1-PC2 de los cromosomas de rizobios, sinorizobios y bradirizobios; asi
como de los diferentes replicones dentro de una misma especie (ej.
cromosoma, pSym-a y pSym-b para el caso de S. meliloti). La observación
pone en evidencia que el tipo y proporción de genes asociados a
categorías funcionales tan genéricas como las normadas en las clases
COG, es suficiente para discriminar -por los sesgos funcionales
dominantes- entre replicones de diferentes especies y de un mismo
rizobio. Con la misma herramienta de análisis hemos podido estimar el
grado de diversidad funcional basada en COGs presente en todos los
plásmidos secuenciados de rizobios, y posicionar cerca del origen
PC1-PC2 (0,0) al moviloma que hemos secuenciado de S. meliloti. Atento a
que la coordenada 0,0 corresponden a un replicón hipotético portador de
los valores medios en todas las clases COGs incluidas en el cálculo, y a
que en el análisis hemos incluido 55 plásmidos secuenciados de
diferentes rizobios/agrobacterias, la observación anterior muestra para
el moviloma de más de una megabase y media no redundante de S. meliloti,
que el mismo posee una composición funcional (clases COG) que
representa la media de medio centenar de los replicones hoy secuenciados
en bacterias asociadas a plantas de la familia Rhizobiaceae. Tal imagen
es consistente con una movilidad interespecífica fuerte del
compartimiento plasmídico entre rizobios; más allá de asimetrías
funcionales esperables entre plásmidos de ambientes particulares,
derivado de efectos simpátricos (locales) naturales en la diversidad del
ambiente suelo.
Conclusiones. Los resultados obtenidos muestran el primer
secuenciamiento orientado a caracterizar un moviloma plasmídico a nivel
de especie. En los aislamientos que hemos estudiado de la bacteria
simbiótica S. meliloti, el compartimento plasmídico aporta cerca de 83
kb/cepa excluyendo a los dos megaplásmidos simbióticos. Por otra parte,
la presencia de un número importante de genes asociados a procesos
conjugativos refuerza las evidencia previas (Pistorio et al., 2008)
respecto de la movilidad del pool génico plasmídico en este rizobio.
Este hecho se condice con el carácter mosaico observado en el DNA del
moviloma secuenciado. El conjunto de evidencias anteriores respecto de
la movilidad del pool plasmídico se refuerzan con el resultado que
posiciona el moviloma de S. meliloti de más de 1,5 Mb en el centro de la
distribución funcional de todos los plásmidos hoy secuenciados de
rizobiaceas asociadas a plantas. En lo que hace a los genes presentes,
atento a que 44% de los marcos de lectura identificados son aun de
función desconocida, mayor atención deberá prestarse al pool génico
ahora disponible del moviloma para investigarse el modo en que el mismo
participa en la vida libre y simbiótica de los rizobios.