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

NICOLÁS NAPOLITANO; SUSANA VAZQUEZ; WALTER MAC CORMACK; CECILIA QUIROGA

Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Microbiología; 2019

Asociación Argentina de Microbiología

IntroducciónLos 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.ObjetivoEl 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 MétodosSe 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. ResultadosSe 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.ConclusionesEste 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.