Estudio revela que Piscirickettsia conserva genes de transformación natural
Investigadores chilenos demostraron que el patógeno posee determinantes asociados a la transferencia horizontal de genes activos y cumplen funciones específicas en la aptitud y virulencia del patógeno.
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En términos generales, aunque los análisis ómicos han permitido identificar diversos candidatos a factores de virulencia en Piscirickettsia salmonis, hasta ahora solo un número reducido ha sido validado experimentalmente.
Además, más del 40% de las secuencias codificantes (CDS) anotadas en el genoma de la bacteria corresponden a proteínas hipotéticas. Esto refleja una alta proporción de genes cuya función aún se desconoce y que no presentan homólogos cercanos en organismos modelo.
Un posible ejemplo de función perdida se observa en el gen comEC, componente clave del sistema de competencia bacteriana para la transformación natural (NT). En todos los genomas disponibles de P. salmonis, este gen aparece truncado por la inserción de elementos transponibles, lo que sugiere la interrupción de esta vía.
La transformación natural es un mecanismo genéticamente codificado y estrictamente regulado de transferencia horizontal de genes (HGT), mediante el cual las bacterias captan ADN extracelular e incorporan ese material a su genoma. Para ello, el proceso depende de un conjunto conservado de determinantes genéticos responsables de la unión, translocación e integración del ADN.
“La inspección de todos los genomas de P. salmonis disponibles muestra que el gen comEC, que codifica el canal de captación de ADN necesario para la NT en bacterias competentes, es interrumpido por varios elementos transponibles, mientras que otros determinantes de NT (comEA, comFB, comM, comL/bamD y dprA) permanecen intactos y altamente conservados”, explican los autores de un nuevo estudio publicado, en el cual investigaron los genes relacionados con la transformación natural en el patógeno.
Utilizando las cepas P. salmonis Psal-103 (genogrupo EM) y Psal-104b (genogrupo LF), los científicos de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso realizaron un análisis integrativo que combinó genómica comparativa, perfil transcripcional, expresión heteróloga de homólogos de comEC de bacterias naturalmente competentes y represión mediada por CRISPRi de genes conservados relacionados con NT para evaluar su esencialidad y contribución a la aptitud bacteriana de P. salmonis.
Entre sus resultados, los expertos descubrieron que la expresión de comEC con homólogos de Legionella pneumophila y Vibrio cholerae afectó la viabilidad de P. salmonis en cultivos axénicos, lo que indicaría una carga de adaptación.
Por otro lado, la represión de los genes comL/bamD mediada por CRISPRi reveló que este elemento es esencial para Psal-104b, y juega un papel crucial durante la infección de la cepa Psal-103.
También, la represión del gen comM tendió a reducir la citopatogenicidad de ambas cepas, mientras que la represión del gen comFB se asoció con un ligero retraso en el daño citopático en Psal-104b.
Con estos resultados, los científicos señalaron que a pesar de la interrupción irreversible de comEC, “P. salmonis ha conservado genes relacionados con NT que contribuyen a la aptitud de una manera específica para cada gen y genogrupo”.
Lo anterior, según los investigadores, proporciona un marco para investigar cómo funcionan los determinantes de la transferencia horizontal de genes más allá de la captación de ADN.
“Además, y más allá de los hallazgos biológicos específicos, este trabajo establece una plataforma genética versátil para estudios funcionales en P. salmonis, ampliando la caja de herramientas experimental disponible para estudiar este patógeno y apoyando los esfuerzos futuros destinados a comprender su biología y el desarrollo de nuevos enfoques biotecnológicos”, concluyeron.
Lea el estudio completo titulado “Genomic and functional dissection of natural transformation-related genes in Piscirickettsia salmonis”, aquí.
