Veterinarios descubren nuevos elementos genéticos móviles en bacterias patógenas

Una investigación realizada por la Facultad de Medicina Veterinaria del Campus de Lugo de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) en colaboración con investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Centro de Investigación Biomédica de La Rioja (Cibir) de La Rioja permitió analizar la presencia y estructura de las pipolinas (grupo de elementos genética móvil presente en genomas bacterianos) en cepas patógenas de la bacteria E. coli. Los resultados de esta línea de trabajo, en la que participaron, entre otros investigadores de la USC, el director del Laboratorio de Referencia E. coli, Jorge Blanco, abren un nuevo campo de investigación en estos elementos de gran diversidad que se encuentran en una amplia variedad de bacterias patógenas.

Las pipolinas son un grupo de elementos genéticos móviles, es decir, fragmentos de ADN que pueden "saltar" entre las bacterias. Este grupo de componentes móviles bacterianos, como otros (como plásmidos, integrones o profágicos) son muy abundantes en microorganismos, pero lo que diferencia a las pipolinas es la presencia de ADN polimerasas que pueden replicar el ADN sin la necesidad de un cebador o "primer preexistente". Lo que les da un gran potencial biotecnológico.

La investigación que acaban de publicar en Scientific Reports, analiza estos elementos, integrados en genomas de diferentes cepas de origen humano y animal de la bacteria E. coli perteneciente a la colección del Laboratorio de Referencia de E coli de la USC. Para llevar a cabo este estudio, los investigadores utilizaron métodos de secuenciación de última generación, una tarea en la que también colaboró María de Toro, del Centro de Investigación Biomédica de La Rioja (CIBIR). Este trabajo también hizo posible la identificación y análisis de papilomas en genomas de diferentes cepas de E. coli depositadas en bases de datos internacionales y aisladas en diferentes años, partes del mundo y animales huéspedes.

Los autores de esta investigación concluyen que, aunque no son muy abundantes (se encuentran en el 1% de las cepas analizadas), las pipolinas podrían detectarse en bacterias de muy diferente origen y características patogénicas, aunque varias de las cepas están relacionadas, ya que hay complejos clonales dominantes (CC10, CC23 y CC32).

“Entre las características comunes de las bacterias portadoras de pipolinas destaca la ausencia casi completa de otros elementos comunes en estas bacterias patógenas, como los sistemas CRISPR/Cas o los integrones. Del mismo modo, la investigación ha demostrado que las pipolinas muestran una gran variabilidad estructural y genética, pero se integran a través del mismo mecanismo y en el mismo sitio del genoma en todas las cepas analizadas”, explican los autores.

El empleo de métodos filogenéticos y estadísticos también permitió a los investigadores concluir que las pipolinas se transmiten tanto de modo vertical (de cada bacteria a su descendencia) como horizontal (entre diferentes bacterias).

“En conjunto, nuestros resultados indican que la pipolinas pueden servir de reservorio de diversidad bacteriana y funcionar como una plataforma activa para la transferencia de genes, por lo que este estudio abre la puerta a una caracterización detallada de estos elementos en otras bacterias clínicamente relevantes con pipolinas”, concluyen.