El vocabulario revisado para la diversidad intraespecífica en bacterias

Uno de los conceptos de bacteria más usados en microbiología es el de un grupo de individuos que conforman un agrupamiento genético consistente. Además, se sabe que bacterias de la misma especie pueden presentar diferencias genéticas que pueden modificar sus interacciones bióticas y abióticas. En la microbiología clásica, una definición operativa para esta diversidad intraespecífica ampliamente usada es la de cepa, que se refiere a un aislado en cultivo. A pesar de los avances en secuenciación y análisis de genomas obtenidos a partir de metagenomas, no es posible transferir algunos conceptos como el de cepa a los genomas armados a partir de metagenomas (MAGs, por sus siglas en inglés).

Dados estos nuevos desafíos en la taxonomía bacteriana, Thea Van Rossum y compañía decidieron escribir una revisión sobre los niveles de clasificación debajo de la jerarquía taxonómica de especie en bacteria y proponer límites para su uso. Comienzan con los procesos evolutivos que pueden generar esta variación, como la mutación, y los procesos que la moldean como la deriva, la selección y el flujo génico. Mencionan en particular los procesos que mantienen la cohesión (similitud genómica dentro de una especie) como el barrido selectivo, que es la reducción en variación genética de una población por la selección. En cuanto a la diversidad, sostienen que especies con baja diversidad tienden a ser especialistas y especies con alta diversidad tienden a ser generalistas.

Revisando un análisis de 151 especies bacterianas con por lo menos 10 genomas secuenciados, encontraron que los genomas con una mayor similitud con las secuencias del genoma núcleo tienden a tener un mayor número de genomas en común, pero una identidad promedio alta no implica un gran número de genes compartidos. Además, los autores proponen una gradiente de porcentajes de identidad nucleotídica para los cuales consideran aceptable usar las jerarquías como cepa y sub especie. Recomiendan el uso del término «análisis intraespecífico» para referirse a la variación dentro de una especie, sin necesidad de mencionar subespecies o cepas de manera incorrecta.

Luego, Van Rossum y mencionan los casos en los cuales es pertinente hacer análisis intraespecíficos y los conceptos que se deberían utilizar para referirse a estas variantes genéticas. En un apartado, mencionan la dificultad de establecer la clasificación para los MAGs, ya que en general, tienen una calidad de ensamblado pobre, se encuentran incompletos y pueden contener regiones quiméricas. Por estas razones, los autores consideran que estos MAGs no se deben tratar igual que los genomas secuenciados a partir de aislados y no se deberían subir a bases de datos combinados con estos genomas. La única solución que dan los autores a esta problemática es esperar que las tecnologías de secuenciación mejoren.

Este trabajo es una guía para evitar vocabulario que carece de definiciones estrictas y bien conocidas, además de ser una guía para facilitar la comunicación y colaboración en el trabajo microbiológico en la era postgenómica.

Van Rossum, T., Ferretti, P., Maistrenko, O. M., & Bork, P. (2020). Diversity within species: interpreting strains in microbiomes. Nature Reviews Microbiology, 1-16.