La evolución del pangenoma está ligada a la especificidad del hábitat

Los microorganismos se encuentran colonizando toda la biósfera, incluyendo seres vivos y objetos inanimados. Por esta razón, los nichos que colonizan son diversos y cuentan con distintas propiedades, que finalmente pueden repercutir en la diversidad, evolución y mantenimiento de un estilo de vida definidos en los microorganismos. Una de las maneras de evaluar la diversidad y mecanismos de adaptación a un nicho en bacterias es el uso de pangenomas, los cuales describen la diversidad genómica dentro de un grupo bacteriano.

Los autores de este trabajo utilizan 7000 genomas bacterianos (10 phyla; 155 especies) obtenidos de 83 ambientes diferentes  para evaluar el impacto de la ubicuidad y el tipo de ambiente, así como las relaciones filogenéticas de las especies en la evolución  de sus pangenomas a través de distintas características pangenómicas como la distancia funcional, el tamaño y diversidad nucleotídica del genoma núcleo y accesorio, entre otras.

Usando correlaciones, los autores encontraron que el tamaño promedio de genoma es un predictor del tamaño y diversidad del pangenoma (núcleo y accesorio) en las distintas especies utilizadas y que existe un sesgo en la estimación de parámetros como el número de genes únicos, el cual  depende del número de genomas analizados. La fuerza de la correlación de las características pangenómicas no afectadas por el número de genomas fue utilizada para analizar su interdependencia, encontrándose que las características se dividen en dos grupos; uno de medidas de diversidad y el segundo de estimados de tamaño del pangenoma. Al realizar la partición de varianza explicada por las características pangenómicas y los hábitats, encontraron que hay una mayor proporción de la varianza explicada por al hábitat, seguido por el tamaño de los genomas.

Por otro lado, encontraron que la los genomas núcleo más grandes pertenecen a las especies más ubicuas y además están enriquecidos en proteínas de síntesis de lípidos y metabolitos secundarios, señalando así que un genoma núcleo grande puede ser ventajoso para la persistencia en múltiples nichos.

Finalmente, este estudio demuestra que la evolución de los pangenomas está fuertemente influenciada por el hábitat y que el tamaño del genoma núcleo está involucrado en la ubicuidad de las especies a pesar de que una de las teorías indica que los genomas accesorios grandes son características que ayudan a la colonización de nuevos nichos.

Referencia: Maistrenko, O. M., Mende, D. R., Luetge, M., Hildebrand, F., Schmidt, T. S., Li, S. S., … & Sunagawa, S. (2020). Disentangling the impact of environmental and phylogenetic constraints on prokaryotic within-species diversity. The ISME journal, 14(5), 1247-1259.ISO 690