Evolución de Secuencias de Inserción en Metagenomas, una Propuesta de Investigación.


 

Evolución de Secuencias de Inserción en Metagenomas, una Propuesta de Investigación.  

Víctor M. González y Luis F. Lozano

 En bacterias y arqueas hay un tipo elementos
genéticos móviles llamados secuencias de inserción (ISs). Las ISs son segmentos de ADN (~2.5kb) con una
organización genética sencilla. Tienen uno o varios ORFs, de los cuales uno o
dos codifican para la transposasa, la enzima que cataliza la transposición. Las
ISs generalmente tienen secuencias inversas repetidas cortas en sus extremos. Debido
a sus propiedades de transposición, las ISs frecuentemente se presentan en
múltiples copias en los genomas procariotes. Las ISs pueden causar un efecto
negativo sobre su hospedero por su capacidad de interrumpir genes. Se ha
discutido también su papel en la adaptación y evolución bacteriana, al promover
rearreglos genéticos.

Se han hecho numerosos estudios para evaluar la
distribución, divergencia y evolución de las ISs. En la mayoría de ellos
se han usado cepas de una sola especie, un solo genoma, o pocos genomas. Sin
embargo, el genoma de un solo individuo o de pocos individuos no es suficiente
para entender la diversidad y evolución de las ISs y su dinámica en el contexto
ecológico en el que viven los organismos que las portan. Una alternativa para estudiar
este problema son los metagenomas, esto es, el muestreo y análisis de
secuencias de genomas de comunidades de organismos que habitan en un ambiente
común. Se han publicado los resultados de 29 proyectos metagenómicos de
diferentes ambientes (mina ácida, mar de los sargazos, cadáver de a ballena,
intestino humano y del ratón, étc) y hay 131 proyectos metagenómicos en
desarrollo. En su mayoría se han concentrado en caracterizar la composición de
la comunidad (diversidad de especies), genes sobre representados y metabolismo.
Una evaluación de la presencia de ISs en cada metagenoma y entre metagenomas no
se ha hecho.

Esta propuesta consiste de un
análisis comparativo de las ISs en los metagenomas disponibles, para contestar
estas preguntas:

  1. ¿Cual es la distribución de familias de ISs en cada
    metagenoma?
  2. ¿Cuáles
    son las ISs cosmopolitas y cuales las específicas?
  3. ¿Cuál es el grado de divergencia entre las familias
    de ISs en el mismo metagenoma y entre metagenomas? 
  4. ¿Existe alguna relación entre la abundancia de ISs
    y la complejidad bacteriana de un metagenoma?
  5. ¿Qué diferencias existen entre la diversidad y
    distribución de las ISs en los metagenomas con la de genomas hasta hoy
    secuenciados?
  6. ¿Cual es la distribución de ISs en metagenomas
    virales? ¿Hay alguna relación entre las ISs presentes en los metagenomas
    virales y las ISs del metagenoma bacteriano?