Evolução genômica e da ilha de alta patogenicidade de Yersinia

Abstract

A evolução dos mecanismos de virulência bacteriana está diretamente relacionada com a aquisição dos elementos transponíveis. A compreensão desses fenômenos teve grande avanço com a produção de sequências completas de genomas. Atualmente, sete sequências completas de cepas de Yersinia pestis são conhecidas. Nossas análises dessas sequências revelaram novos aspectos sobre a evolução da ilha de alta patogenicidade (HPI), onde estão as sequências que codificam o sideróforo yersiniabactina (Ybt). As evidências de ciclos adaptativos, mesmo na ausência de genomas intermediários, proporcionaram informações de que a HPI das yersínias foi herdada monofileticamente, podendo a Vibrionaceae ser sua família ancestral. A metodologia foi baseada nas análises das sequências vizinhas às HPIs, assinaturas seletivas dos genes do operon ybt e seus homólogos e frequências do uso de códons dos genomas hospedeiros, que revelaram novos aspectos da evolução desta ilha genômica. Os padrões e as diferenças de conteúdos de GC e das substituições sinônimas e não sinônimas indicam que os genes ybt e seus genomas hospedeiros passaram por diferentes pressões seletivas. Assim, grupos ancestrais diferentes encontraram formas distintas de preservar suas HPIs. Observamos que as sequências vizinhas das HPIs são reguladas por quorum sensing, indicando uma rede geral de regulação que envolve os genes ybt. A análise da organização cromossômica das sete cepas representativas de diferentes regiões do mundo revelou também uma dinâmica de rearranjos que poderia justificar o reconhecimento de novas variantes de Y. pestis até recentemente considerada uma espécie muito homogênea