Proteogenomic and physiologic characterization of new members of Roseobacter lineage from Mallorca harbors

Resumen - Introduccion El linaje Roseobacter es un componente importante del bacterioplancton marino. Una de sus caracteristicas es su capacidad para la degradacion de compuestos aromaticos, pero esta evidencia se sustenta principalmente en datos genomicos de aislamientos generalmente obtenidos de ambientes no contaminados. En estudios anteriores se obtuvo una coleccion de aislados de este linaje de puertos deportivos de la isla de Mallorca. Esta coleccion de aislados es unica porque se obtuvieron de ambientes contaminados, en un mismo periodo de tiempo y en una misma area geografica. Hipotetizamos que estas bacterias se diferenciarian de los demas roseobacters en su capacidad para la degradacion de compuestos aromaticos y en el grado de intercambio genetico por transferencia genetica horizontal (HGT). - Contenido de la investigacion En esta tesis se han analizado los genomas de nueve de estos aislados. La informacion genomica se utilizo para afiliarlos taxonomicamente y para establecer su filogenia dentro del linaje Roseobacter. Se hizo el analisis filogenetico del core genoma basado en la concatenacion de 114 secuencias de proteinas codificadas en copia unica (noventa y seis genomas). Ademas se mostro que un subconjunto de secuencias de catorce de estas proteinas reproducia de forma fiel la filogenia del linaje y se propuso como un metodo simplificado para afiliar nuevos aislados del linaje. En los genomas de siete de los aislados se predijo la presencia de genes para alcano monooxigenasas, y tres de ellos fueron capaces de crecer a expensas de diesel como unica fuente de carbono y energia. Para estudiar la respuesta a diesel de los aislados se utilizo un analisis proteomico. En tres de los ailados se detectaron alcano monooxigenasas, incluyendo dos de los aislados capaces de crecer a expensas de diesel. Ademas, en los cultivos expuestos a diesel se detectaron proteinas implicadas en el mantenimiento de la estabilidad de la membrana, la respuesta al estres oxidativo, chaperonas y el transporte de membrana, aunque hubo diferencias en la respuesta particular de cada aislado. Finalmente, se analizaron tres mecanismos de HGT (agentes de transferencia de genes, replicones de plasmidos y elementos transponibles) en 96 genomas. En todos los genomas excepto el del aislado HTCC2255, considerado un ejemplo de genoma simplificado similar al de los representantes no cultivables del linaje, se detecto al menos uno de los mecanismos de HGT. Se observaron diferencias en el numero, tamano y tipo de replicones de plasmidos en los genomas de los diferentes grupos filogenomicos. La filogenia de la replicasa RepC de los plasmidos RepABC evidencio que este tipo de plasmidos habian sido intercambiados promiscuamente entre roseobacters. Finalmente, el analisis de transposasas compartidas mostro un alto grado de conexion en la red global, pero no se detectaron patrones claros en relacion con la proximidad filogenomica, el habitat o el lugar geografico de aislamiento. - Conclusiones Los aislados mostraron las caracteristicas (genomicas y metabolicas) tipicas de los miembros cultivables, tambien en lo que respecta a la degradacion de compuestos aromaticos. De hecho, los resultados del analisis proteomico indicaron que tenian los mecanismos basicos descritos para responder a los hidrocarburos. El analisis de HGT respalda la gran diversidad genetica y plasticidad genomica de los representantes cultivables del linaje y una posible diferencia con los no cultivables.