Evaluación de una técnica filogenética para la comparación de genomas bacterianos, basada en la huella genómica de genes de proteínas ortólogas

Abstract

RESUMEN: La clasificación filogenética de las bacterias más comúnmente empleada se basa en la similitud de las secuencias genéticas que codifican para el RNA ribosomal 16S. Sin embargo, este tipo de clasificación es muy limitada, mostrando solamente la evolución de este gen y además con frecuencia es incapaz de discriminar entre organismos muy parecidos. El avance de la biología molecular ha permitido secuenciar los genomas completos de diversas bacterias y la cantidad de esta información se incrementa a gran velocidad. Los análisis filogenéticos de los genomas completos proporcionan mayor cantidad de información en torno a la evolución de los organismos, sin embargo, las técnicas computacionales que se emplean comúnmente para el análisis de un solo gen no pueden emplearse directamente para el estudio de genomas completos. Por este motivo surge la necesidad de desarrollar métodos computacionales capaces de procesar la información genómica. En este trabajo se plantea un método filogenómico basado en la huella genómica calculada por hibridación virtual (VH), la cual permite realizar reconstrucciones filogenéticas más rápidas, sensibles y precisas comparadas con otras técnicas. Para evaluar su utilidad, se comparó con otros métodos empleados para realizar estudios filogenéticos, basados en la comparación de las secuencias del rRNA 16S, en el contenido de genes y en el cálculo de una supermatriz a partir de los genes ortólogos compartidos. Como modelo de estudio se utilizaron los genomas completos de 17 bacterias del género Pseudomonas spp. Los resultados obtenidos muestran que las reconstrucciones basadas en el genoma completo y en análisis de genes ortólogos, tienen diferencias importantes con respecto a las basadas en el contenido de genes y en el análisis del gen del rRNA 16S. Por otro lado los árboles filogenómicos calculados a partir de la huella genómica de los genes ortólogos y del genoma completo, muestran gran similitud con aquellos calculados a partir de la supermatriz derivada del alineamiento de los genes ortólogos compartidos. Sin embargo la técnica basada en huellas genómicas es computacionalmente más rápida y no requiere el alineamiento previo de las secuencias.