Evolución del sistema de la chaperona DnaK en Archaea halófilas. Nueva visión sobre el origen y función del sistema DnaK en los genomas de Archaea.

Fenosa, D.¹, Gonzaga, A. ¹, Kamekura, M.² y Juez, G.¹

¹División Microbiología, Facultad de Farmacia, Campus de San Juan, Universidad Miguel Hernández, 03550 Alicante. ² Noda Institute for Scientific Research, Noda, Noda-shi, Chiba-ken, Japón 278. dfenosa@umh.es

La proteína DnaK (Hsp70) se encuentra universalmente presente en los distintos grupos de organismos (bacterias, eucariotas), y de hecho es una de las proteínas más conservadas que existen y ha sido utilizada frecuentemente como marcador filogenético. No obstante, su presencia discontinua en los genomas de Archaea, así como las relaciones filogenéticas previamente inferidas de la secuencia de la proteína, sugerían un origen polifilético del sistema DnaK en Archaea, llevando a una importante confusión y controversia. Contrariamente a hipótesis previas, que sugerían un origen del sistema DnaK en Archaea por transferencia horizontal a partir de distintos grupos de bacterias, en el presente trabajo hemos puesto de manifiesto un origen ancestral y común del sistema en los distintos grupos de Archaea donde ha sido detectado.

En el caso concreto de Archaea halófilas se había sugerido un origen del sistema DnaK por transferencia horizontal a partir de bacterias Gram positivas de alto contenido en G+C. No obstante, la preferencia en el uso de codones, posiciones de aminoácidos características, las regiones intergénicas y adyacentes a la agrupación de genes del sistema con una naturaleza típica de Archaea, así como las relaciones filogenéticas inferidas por nuestro grupo incluyendo nuevas secuencias de la proteína DnaK de Archaea halófilas y de otras Archaea, revelan un origen vertical del sistema en Archaea halófilas, origen a su vez relacionado con el de otros grupos de Archaea. Por otro lado, tras la identificación en este estudio del gen dnaK en distintos miembros de los 18 géneros actualmente validados de Halobacteriales, la proteína DnaK se perfila como un excelente marcador filogenético y de utilidad incluso para clarificar aspectos actualmente confusos en la filogenia de este grupo. Nuestros resultados sugieren, por tanto, una nueva visión sobre el origen, evolución y función del sistema DnaK en Archaea, acorde con su pérdida en los genomas de algunos grupos de Archaea (concretamente Archaea hipertermófilas, donde su función parece haber sido reemplazada por un sistema de prefoldinas), y su conservación en los genomas de Archaea mesófilas o termófilas moderadas donde podría desempeñar una función esencial.