Nuevos elementos integradores y plasticidad genómica en los ecosistemas oceánicos

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• La genética
• Biología marina

Sus antecedentes:

• La evolución microbiana es acelerada por la transferencia horizontal de genes.
• El picocyanobacterium marino Prochlorococcus muestra una alta plasticidad genómica, pero los mecanismos no se comprenden bien.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar nuevos elementos genéticos móviles en Prochlorococcus.
• Comprender el papel de estos elementos en la evolución y adaptación microbiana.

Principales métodos:

• Descubrimiento y caracterización de una nueva familia de transposones de ADN, denominados tycheposons.
• Análisis de los genes marcadores del tiqueposón, incluida una recombinación de tirosina específica del sitio.
• Investigación de la escisión y integración de los tiqueposones en los genes de ARNt.
• Experimentos de selección para observar la dinámica del tiqueposón y la adaptación del huésped.
• Detección de tiqueposones en muestras ambientales (vesículas y partículas de fagos).

Principales resultados:

• Se identificó una nueva familia de transposones de ADN, los tiqueposones, en Prochlorococcus.
• Los tiqueposones poseen genes únicos relacionados con el ciclo de vida móvil y pueden transportar genes de carga, como los de adquisición de nutrientes.
• Los tiqueposones se integran en los genes de ARNt, impulsando la remodelación de las islas genómicas.
• Los tiqueposones se ganaron y perdieron dinámicamente en un experimento de selección, promoviendo la adaptación.
• Los tiqueposones se dispersan a través de vesículas y partículas de fagos en el agua de mar.
• Se encontraron elementos similares en microbios co-ocurrentes, lo que sugiere una importancia generalizada.

Conclusiones:

• Los tiqueposones son los principales impulsores de la variabilidad genética y la adaptación en Prochlorococcus.
• Los tiqueposones contribuyen a la remodelación de los genomas bacterianos y a la diversificación de las comunidades microbianas.
• El descubrimiento de los tiqueposones proporciona información sobre la evolución microbiana y la adaptación en los océanos oligotróficos.