Las bacterias comparten genes entre sí,

incluso a través de los límites de los tejidos Las bacterias en el cuerpo humano comparten genes entre sí a un ritmo más alto de lo que normalmente se ve en la naturaleza. y algunos de esos genes parecen viajar, independientemente de sus huéspedes microbianos, de una parte del cuerpo a otra, los investigadores informan en la revista Scientific Reports.

Los hallazgos son el resultado de un método de extracción de datos moleculares inicialmente conceptualizado por Kyung Mo Kim, un científico investigador senior en el Instituto de Investigación Polar de Corea. Gustavo Caetano-Anollés, profesor de ciencias de cultivos de la Universidad de Illinois y el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, desarrollaron el enfoque con su ex alumno Arshan Nasir, de la Universidad COMSATS de Islamabad, Pakistán, quien es actualmente miembro distinguido en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México.

Este método computacionalmente desafiante les permitió identificar instancias de "transferencia horizontal de genes, "la transferencia directa de genes entre organismos fuera de la reproducción sexual o asexual.

"La transferencia horizontal de genes es una fuerza importante de intercambio de información genética en la Tierra, ", Dijo Caetano-Anollés." Estos intercambios permiten que los microorganismos se adapten y prosperen, pero probablemente también sean importantes para la salud humana. Hay algunas bacterias que no pueden vivir fuera de nuestro cuerpo y otras sin las cuales no podemos vivir ".

"Una mejor comprensión de este fenómeno también tendrá un valor significativo para la salud pública, Dado que la aparición de patógenos resistentes a múltiples fármacos como resultado de la propagación horizontal de genes resistentes a los antibióticos se ha convertido en una preocupación mundial, "Dijo Nasir.

Para el nuevo análisis, los científicos utilizaron información genómica para construir decenas de miles de "árboles genealógicos" de bacterias que colonizan el cuerpo humano. Reconciliarlos con árboles de genes microbianos permitió al equipo determinar qué genes se habían heredado y cuáles eran el resultado de la transferencia horizontal de genes.

"La mayoría de los métodos actuales para determinar la transferencia horizontal de genes comparan las características del ADN o la similitud estadística entre genomas para identificar genes extraños, ", Dijo Nasir." Esto funciona bastante bien para transferencias genéticas relativamente recientes, pero a menudo no logra identificar los eventos de transferencia que ocurrieron hace millones o miles de millones de años ".

El enfoque más intensivo en mano de obra permitió al equipo superar esta barrera, él dijo.

"Estudiamos microorganismos asociados a humanos, dado que se sabe que son actores clave en el mantenimiento de la salud y el metabolismo humanos, ", Dijo Nasir." Calculamos las tasas de transferencia de genes y la dirección, quién transfirió qué a quién, durante más de 1, 000 genomas bacterianos de referencia muestreados por el Proyecto de Microbioma Humano de los Institutos Nacionales de Salud ".

Se tomaron muestras de las bacterias de seis sitios del cuerpo humano:el intestino, piel, cavidad oral, sangre, tracto urogenital y vías respiratorias.

Los investigadores encontraron evidencia para respaldar hallazgos anteriores de que las bacterias asociadas con los humanos son bastante promiscuas con sus genes. Dijo Caetano-Anollés.

"El intercambio horizontal entre microbios en nuestros cuerpos es aproximadamente un 30 por ciento más alto que el que encontrará en el resto del planeta, ", dijo." Esto implica que nuestros cuerpos proporcionan un nicho que es único y facilita la innovación a nivel de microbios ".

Alrededor del 40 por ciento del intercambio de genes se produjo entre bacterias que viven en los mismos sitios del cuerpo. El otro 60 por ciento involucró el intercambio de genes entre bacterias en diferentes tejidos, por ejemplo, entre organismos en el intestino y en la sangre.

En todos los casos, la transferencia de genes fue más común entre organismos estrechamente relacionados, independientemente de si ocupaban los mismos tejidos corporales o diferentes. De hecho, los investigadores informan, el intercambio de genes entre organismos en diferentes sitios del cuerpo ocurrió a una tasa más alta que el intercambio de genes entre bacterias relacionadas lejanamente que viven en los mismos sitios.

"Algunos de estos podrían ser eventos de transferencia de genes muy antiguos que ocurrieron antes de que los microbios colonizaran el cuerpo humano". "Nasir dijo." También podría ser que algunas bacterias colonizan diferentes sitios del cuerpo humano en diferentes puntos de tiempo en la vida útil de un individuo. Los otros podrían ser el resultado de la transferencia de ADN bacteriano de un sitio a otro, quizás a través de la sangre. Necesitamos más pruebas experimentales para probar esta tentadora posibilidad ".

Los investigadores dicen que otros científicos pueden usar la herramienta que desarrollaron para este trabajo, HGTree, para predecir con mayor precisión qué genes se heredaron "verticalmente, "a través del proceso de reproducción, y que fueron recogidos de otros microbios a través de la transferencia horizontal de genes. Esto conducirá a una mejor comprensión de la evolución microbiana y humana, dijeron los investigadores.

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