Análisis de los entornos genéticos de intrones del grupo II presentes en genomas de bacterias marinas.

NAPOLITANO N.; MAC CORMACK W.; VAZQUEZ S.; QUIROGA C.

Congreso; XIV Congreso Argentino de Microbiologia General XIV SAMIGE; 2019

Introducción  y  Objetivos: Los  intrones  del  grupo  II  son  enzimas  de  ARN  o  ribozimas  que  se  encuentran ampliamente distribuidas en plantas, hongos, algas y bacterias. Estas ribozimas están conformadas por amplias regiones  no  codificantes  y  por  una  secuencia  codificante  denominada  IEP  (intron  encoded  protein).  Las ribozimas  poseen  diversas  actividades,  tales  como  splicing  y  movilización,  por  medio  de  un  intermediario  de ARN. El ARN y la proteína IEP del intrón del grupo II actúan coordinadamente, lo que resulta en la invasión de un genoma de forma específica. Los intrones del grupo II se clasifican en diversos subgrupos: cloroplasto (Cl1 y Cl2),  mitocondrial  (Ml)  y  bacteriano  (A  a  F).  Estudios  previos  demostraron  que  los  intrones  del  grupo  II  se asocian a elementos genéticos móviles (EGM). En particular, los intrones del grupo II clase C pueden asociarse a  genes-cassettes  de  resistencia  antibiótica  localizados  en  integrones.  El  objetivo  de  este  trabajo  fue caracterizar  la  estructura  de  los  intrones  del  grupo  II  presentes  en  metagenomas  de  sedimentos  de  regiones submareales y analizar el entorno genético de estos elementos. Materiales  y Métodos: Se  buscaron  intrones  del  grupo  II,  por  métodos  in-silico,  en  11  metagenomas  (6  de Caleta Potter, Isla 25 de Mayo, Antártida y 5 del Mar Báltico en Vartahamnen, Suecia) usando la proteína IEP como query.  Se  utilizaron  las  secuencias  aminoacídicas  de  las  respectivas  proteínas  IEP  para  clasificar  los candidatos  detectados  mediante  la  construcción  de  árboles  filogenéticos  por  máxima  verosimilitud  con  el programa MEGA V.7.0. Se plegaron las secuencias de ARN de 5 intrones del grupo II de distintas clases con el programa mFOLD  para estudiar  sus respectivas  estructuras  secundarias.  Se analizaron los entornos  genéticos mediante el análisis comparativo por blastn, blastp y blastx. Resultados: Se detectaron 506 posibles intrones del grupo II, los cuales fueron luego clasificados mediante el análisis filogenético de las proteínas IEP. Esto reveló que 141 ribozimas se agrupaban formando nuevos linajes. El  análisis  de  la  estructura  secundaria  de  algunos  de  estos  elementos  demostró  que  poseen  la  arquitectura característica,  correspondiente  a  6  dominios  doble  hélice  irradiando  de  una  rueda  central.  Por  otro  lado,  se observó  que estos intrones  del grupo  II  se encontraban  en  el genoma  de  bacterias  pertenecientes  a  diversos géneros,  como Shewanella y Vibrio,  entre  otros.  Asimismo,  se  comprobó  que  varios  intrones  del  grupo  II  se encontraban adyacentes  a transposasas,  recombinasas  o integrasas,  que indican  la  presencia  de EGMs en las inmediaciones. Conclusiones: Este estudio evidenció la existencia de nuevas clases de intrones del grupo II en metagenomas marinos.  Estos  elementos  contendrían  las  características  estructurales  necesarias  para  diseminarse  e  invadir nuevas  regiones  de  un  genoma.  La  asociación  de  intrones  del  grupo  II  a  EGMs  sugiere  que  estos  elementos podrían ser diseminados a otros organismos por eventos de transferencia horizontal genética, participando de esta forma en la evolución de los genomas bacterianos.