Entornos genéticos de los sistemas de defensa del género Shewanella

SANHUEZA SALAS, LUIS FRANCISCO; CERBINO GABRIELA N.; AYALA NUÑEZ, TEOLINCACIHUATL; PIRAJA, DANIELA; RAMIREZ, MARIA SOLEDAD; QUIROGA, CECILIA

CABA

Congreso; XVI Congreso Argentino de Microbiología; 2024

Asociación Argentina de Microbiología

Los sistemas de defensa (SD) protegen a la bacteria contra los ataques por elementos genéticos móviles (EGMs), como fagos o plásmidos, asegurando su supervivencia. En años recientes se ha descubierto una gran variedad de nuevos SDs, habiendo alrededor de 85 familias y 145 candidatos. Los SDs pueden co-localizarse en una región del genoma formado islas de defensa (ID), las cuales a su vez pueden asociarse con otros EGMs y ser movilizadas. En Shewanella spp., un bacilo Gram-negativo que prospera principalmente en nichos acuáticos y puede causar infecciones en humanos, se han encontrado diversos SDs, tales como restricción y modificación (RM) o CRISPR-Cas, varios de ellos embebidos en EGMs. El objetivo de este trabajo fue identificar los SDs en este género y caracterizar los respectivos entornos genéticos. Se emplearon 412 genomas (completos y draft) publicados en GenBank (julio 2023), los cuales fueron agrupados según su similitud de genoma mediante la obtención de los ANI (average nucleotide identity) con el programa FastANI. Los SDs fueron identificados con la herramienta PADLOC v2.2.0, y las posibles islas fueron definidas mediante análisis comparativos usando Mauve v2. Se detectaron 75 familias de SD y 93 candidatos distribuidos heterogéneamente en todas las especies. Los sistemas encontrados con mayor frecuencia fueron RM (655), dxTPases (409), DMS (DNA modification systems; 313) y CRISPR-Cas (258). La distribución de estos sistemas fue similar en las especies más representadas: S. algae (83), S. xiamenensis (48), S. baltica (51) y S. putrefaciens (18). Sin embargo, se observaron diferencias con respecto a otras familias, tales fueron los casos de S. algae, que poseía los SDs Abi (28), DRT (28), HEC (25) y CBASS (21); S. baltica, con Abi (67), Mokosh (50), SoFic (46) y Gabija (25); S. xiamenensis, con Mokosh (549), SoFic (46), Abi (35) yHEC (32); y S. putrefaciens, con Mokosh (18), SoFic (18), Abi (12) y Retron (11).El análisis comparativo de genomas de aislamientos de Shewanella spp. de la colección del laboratorio mostró que algunos SDs podían coexistir en una región específica, en regiones de plasticidad (RP), formando IDs o asociadas a EGMs. En la cepa S. algae Sh392, se detectaron los SDs iet_AS en una RP y Olokum en un ICE. En Shewanella sp. Shew256, se encontraron los SDs SoFic y Mokosh en zonas altamente conservadas que sugiere una adaptación al genoma bacteriano. En S. xiamenensis Sh95, se encontraron los SDs Hachiman-I y RM-I en una RP, y un SD de RM-III en un ICE. Por último, en S. frigidimarina Ag06-30 se identificaron 2 IDs, de 67kb con los SDs RM-I, Zorya y Azaca, y de 35 kb con Setup y Sefir, así como también el SD Thoeris asociado a un transposón. Nuestro análisis revela que Shewanella spp. es capaz de adaptarse al entorno mediante la adquisición de nuevos SDs así como también de evolucionar formando islas que le brindan protección contra el ataque de EGMs.