Mesa Redonda: Especiación bacteriana (generación de especies)

 

 

Elementos genéticos móviles, genes de virulencia y nuevas especies: el ejemplo de Photobacterium damselae

 

Manuel L. Lemos y Carlos R. Osorio

 

Departamento de Microbiología y Parasitología, Instituto de Acuicultura y Facultad de Biología, Universidad de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, A Coruña 15782. mlemos@usc.es

 

Photobacterium damselae es un miembro de la familia Vibrionaceae que comprende actualmente a dos subespecies: la subsp. damselae (anteriormente Vibrio damsela) y la subsp. piscicida (anteriormente Pasteurella piscicida). La similitud de la secuencia del rRNA 16S, hizo que estas dos bacterias se englobasen en una misma especie. Sin embargo, fenotípicamente son bacterias con características muy diferentes en muchos aspectos, lo que hace que su taxonomía haya sido siempre especialmente controvertida. P. damselae puede ser pues un magnífico modelo para el estudio de procesos microevolutivos de especiación. Además de la identidad del rRNA 16S, los rRNA 23S y 5S, así como las regiones espaciadoras entre ellos ITS-1 e ITS-2 comparten prácticamente el 100% de la secuencia. Otros genes en los que se ha demostrado una muy elevada homología son los reguladores transcripcionales fur y toxR o los genes que codifican el factor sigma-54, así como los genes del sistema de captación y utilización de hemo. La comparación de cepas de ambas subespecies mediante ensayos de hibridación sustractiva, revela sin embargo algunas pistas sobre las diferencias genéticas entre ellas. Concretamente, hemos identificado una región de aprox. 22 kb que contiene un operón regulado por hierro, y constituído por un posible receptor de membrana para sideróforos y dos péptido-sintetasas no ribosómicas (Irp1 y Irp2). El análisis de estos genes en una colección de cepas de las 2 subespecies ha confirmado que esta región es exclusiva de las cepas de la subsp piscicida. Curiosamente, la secuencia de irp1 y irp2 tiene una elevada homología con péptido-sintetasas descritas en Yersinia spp. y muy baja homología con las descritas en otros vibrios. Por otra parte, en la subsp damselae se encuentra un gen de un receptor de sideróforos, con elevada homología con un receptor similar de V. parahaemolyticus, pero que en la subsp piscicida constituye un pseudogen. Todo ello parece sugerir que el sistema de síntesis de sideróforos que posee actualmente la subsp piscicida ha sido adquirido por transferencia horizontal en un momento temprano de la divergencia de las 2 subespecies. Un ejemplo llamativo de adquisición de un grupo de genes, con toda probabilidad por transferencia horizontal, es la aparición de un elemento móvil conjugativo e integrativo con un elevado grado de homología con el elemento SXT de Vibrio cholerae en una cepa altamente virulenta de la subsp piscicida. Todo ello nos sugiere que P. damselae subsp. damselae y P. damselae subsp. piscicida están actualmente en un proceso de divergencia evolutiva, posiblemente debido a la inactivación de algunos genes metabólicos y de virulencia a partir de un ancestro común, y/o a la adquisición por transferencia horizontal de grupos de genes y elementos móviles que han contribuido a la separación de estas dos bacterias.