Evolución secuencial de la morfología bacteriana por cooptación de un regulador del desarrollo

Área de la Ciencia:

• Microbiología Microbiología.
• Biología evolutiva Biología evolutiva.
• Biología celular Biología celular.

Sus antecedentes:

• La morfología bacteriana exhibe una diversidad significativa, sin embargo, los mecanismos evolutivos que impulsan estos cambios de forma siguen siendo en gran medida desconocidos.
• La síntesis y el posicionamiento de las extensiones de la envoltura celular, como los tallos, varían considerablemente entre las especies bacterianas.
• Comprender estas variaciones es crucial para descifrar la evolución de la forma bacteriana.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos moleculares subyacentes a la evolución de la forma de la célula bacteriana, centrándose específicamente en el posicionamiento del tallo.
• Explorar el papel del regulador del desarrollo SpmX en la determinación de la ubicación del tallo en los géneros Caulobacter y Asticcacaulis.
• Para aclarar cómo los cambios en la función de las proteínas y la localización contribuyen a las transiciones morfológicas.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de la síntesis y el posicionamiento del tallo en Caulobacter y Asticcacaulis.
• Investigar la función y la localización subcelular de la proteína SpmX en diferentes especies bacterianas.
• Estudiar la historia evolutiva y los cambios funcionales dentro de regiones específicas de la proteína SpmX.

Principales resultados:

• Se encontró que el regulador del desarrollo SpmX es cooptado en Asticcacaulis para especificar la síntesis subpolar o bilateral del tallo.
• La evolución gradual de una región específica de SpmX condujo a una función y localización alteradas de la proteína, impulsando cambios secuenciales en el posicionamiento del tallo.
• Esto demuestra un vínculo directo entre la evolución de las proteínas y la diversificación morfológica.

Conclusiones:

• Los cambios en la función de las proteínas, la cooptación de los reguladores existentes y la evolución modular de las proteínas son los principales impulsores de las transiciones morfológicas bacterianas.
• Los principios evolutivos que rigen los cambios morfológicos en las bacterias son comparables a los observados en los eucariotas multicelulares.
• Este estudio proporciona información sobre la evolución de diversas formas bacterianas a través de la modificación de las vías de desarrollo.