Los científicos de la Universidad Estatal de Oregón han arrojado luz sobre la historia evolutiva de una bacteria transmitida por el suelo que es tan peligrosa para el pastoreo de animales que se mantiene detrás de la cerradura para evitar su propagación.
En algún lugar del camino Rathayibacter toxicus perdió aproximadamente un tercio de sus genes. Sin embargo, persiste a pesar de su reducción del genoma y su baja diversidad genética. En un nuevo estudio, los investigadores proponen un proceso que enfatiza la importancia de la reacción de las bacterias a la infección viral. En el centro deese proceso es un locus de repetición palindrómica corta CRISPR corta y regularmente intercalada.
El gobierno de los Estados Unidos ha declarado R. Toxicus para ser un agente biológico selecto para toxinas y muestras que se manejan en instalaciones federales altamente seguras. No hay evidencia de la especie bacteriana en Oregon, pero las preocupaciones son altas porque el gusano que lo transporta a las plantas se encuentra en el estado. Además, el gusano y las bacterias infectan los cabezales de semillas de pasto. En 2017, el heno y las semillas de pasto fueron los productos agrícolas tercero y quinto más grandes en Oregon, con un valor combinado de más de $ 1 mil millones.
"La capacidad de detectar y prevenir preventivamente el movimiento de R. Toxicus es de vital importancia ", dijo Jeff Chang, un genomicista microbiano en la Facultad de Ciencias Agrícolas de OSU y autor correspondiente del estudio." Una cosa es ver una hierba infectada, otra es detectar microbios antes de que incluso vean sus efectos. Con el genomaepidemiología habilitada, podemos rastrear el movimiento de linajes específicos de bacterias y tratar de evitar que se muevan ".
Los CRISPR se usan en la tecnología de edición del genoma, pero son menos conocidos por sus funciones ecológicas. En este estudio, los científicos se basaron en la secuenciación del genoma completo para comprender cómo se relacionan las diferentes especies de Rathayibacter y cómo evolucionan.
"Ahora que tenemos un genoma completo secuenciado y lo entendemos, podemos identificar secuencias específicas que pueden usarse para el diagnóstico molecular. Esa podría ser una forma poderosa de estudiar masivamente lotes de semillas para averiguar si R. Toxicus está presente ", dijo Chang.
En el estudio, los investigadores utilizaron ADN extraído de R. Toxicus recolectado durante un período de muestreo de 30 años en tres regiones de Australia. Su análisis también incluyó cepas recolectadas de semillas producidas en Oregón. R. Toxicus no se detectó en muestras de semillas de Oregon, y las dos especies dominantes de Rathayibacter encontradas en Oregon carecen de los genes necesarios para producir la toxina que ha afectado a los animales de pastoreo en Australia.
Se analizaron más de 100 genomas de Rathayibacter secuenciados. R. Toxicus es el más distante genéticamente, y eso es probable porque es el único Rathayibacter que ha adquirido un sistema inmune adaptativo CRISPR para protegerse contra los virus, dijo Ed Davis, un graduado doctoral de OSU y uno de los autores principales del estudio.
"En su evolución, no solo perdió genes sino que ganó genes, incluido el locus CRISPR", dijo Davis. "Ganó genes que otras bacterias Rathayibacter no tienen. Su genoma es normal, excepto que se eliminaron algunas secciones".Esto sugiere que esta especie experimentó un evento dramático en su evolución ".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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