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PIMCYV — Resultado resumido

Project ID: 203406
Financiado con arreglo a: FP7-IDEAS-ERC
País: Israel

Desveladas las interacciones de los fagos microbianos

Las cianobacterias son un componente importante del fitoplancton marino y contribuyen de manera significativa a su producción en los océanos. Comprender los mecanismos mediante los que estas afectan a la ecología microbiana es de gran importancia para estos ecosistemas.
Desveladas las interacciones de los fagos microbianos
Los virus bacterianos conocidos como fagos influyen en muchos aspectos de los procesos microbianos, incluyendo las dinámicas poblacionales y la diversidad y la evolución de sus hospedadores. Para sobrevivir y propagarse, los fagos toman el control de los procesos metabólicos del hospedador a la vez que el hospedador pone en marcha una serie de mecanismos de defensa para hacer frente a la infección. Aunque las interacciones fisiológicas entre hospedadores y fagos durante la infección son fundamentales para la diversidad y la evolución de ambos tipos de microorganismos, aún no se dispone de información precisa sobre este fenómeno.

Para hacer frente a esta situación, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea PIMCYV (Physiological interactions between marine cyanobacteria and their viruses) emplearon cianobacterias marinas como sistema modelo y estudiaron cianofagos que infectan a estos microorganismos. Empleando un método experimental evolutivo, se seleccionó una cianobacteria resistente a infección por el podovirus de tipo T7, y mediante la secuenciación del genoma completo, se identificaron las mutaciones que conferían resistencia.

Los investigadores descubrieron que las mutaciones se localizaban principalmente en islas genómicas hipervariables únicas de genes de transferencia horizontal no conservados. Como resultado, los virus presentaban una menor capacidad para anclarse a las cianobacterias mutantes, posiblemente debido a la alteración de las propiedades de la superficie celular.

Curiosamente, estas mutaciones provocaron que las bacterias crecieran a tasas más bajas o exhibieran hipersensibilidad a otros virus, imponiendo así un coste a la eficacia biológica del hospedador. Sin embargo, con el tiempo, muchas de las cepas resistentes mejoraron su tasa de crecimiento y redujeron el rango de resistencia. Los investigadores observaron que los fagos rara vez presentaban contramutaciones que permitían reinfectar a hospedadores resistentes. Es más, estos parecían mantener una coexistencia a largo plazo en hospedadores mediante un cambio pasivo de hospedador.

En conjunto, los descubrimientos del proyecto PIMCYV señalaron que los fagos en cianobacterias actúan como un factor de selección que mejora la diversidad de genes de superficie celular. Esto repercute a su vez en el tamaño efectivo poblacional del hospedador que puede ser infectado por fagos, conduciendo a una red dinámica de interacciones.

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Palabras clave

Fago, cianobacteria, ecología, evolución, mutación, éxito biológico
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