Algunas bacterias pueden multiplicar rápidamente genes útiles para su supervivencia, especialmente bajo el efecto de un antibiótico. Un estudio describe un mecanismo de amplificación genética hasta ahora subestimado, capaz de favorecer una adaptación rápida y reversible.
La amplificación genética corresponde a la creación de varias copias de una misma región de ADN. Cuanto más se copia un gen, más proteína asociada puede producir la célula. Esta ganancia a veces es temporal, pero puede dar una ventaja inmediata en un entorno hostil.
Bacteria E. coli
Fotografía de Eric Erbe, colorización digital de Christopher Pooley
Los investigadores han desarrollado una herramienta informática llamada AmpliFinder. Detecta, en datos de secuenciación cortos, las uniones dejadas cuando pequeños fragmentos móviles de ADN desplazan o copian regiones del cromosoma bacteriano.
El equipo analizó 10 347 aislados obtenidos en experimentos de evolución en laboratorio. El conjunto incluía 9 696 muestras de Escherichia coli y 651 de Acinetobacter baumannii. Los investigadores identificaron 113 amplificaciones nuevas asociadas a estos elementos móviles.
La mayoría no seguía el esquema clásico esperado. En E. coli, 81 de las 106 amplificaciones se consideraban no canónicas, frente a 25 formas clásicas. Estas estructuras atípicas solían ser más cortas y estar presentes en mayor número de copias, lo que puede concentrar la ventaja en unos pocos genes concretos.
En los experimentos realizados con antibióticos, estas amplificaciones no canónicas contenían genes de resistencia con más frecuencia de la que predeciría el azar: un enriquecimiento que alcanzaba 3,4 veces el valor esperado.
Un experimento con cloranfenicol permitió seguir directamente este proceso. Una región que contiene el gen de resistencia mdfA pasó de una copia a más de 13 copias durante la adaptación. Este aumento podía disminuir después cuando cambiaba la presión de selección.
AmpliFinder permitirá a partir de ahora buscar estas estructuras en otras colecciones genómicas, especialmente en aislados clínicos y ambientales. Los investigadores podrán entonces medir su frecuencia real y determinar su contribución a las resistencias encontradas fuera del laboratorio.