Genes de adquisición de fosfato en ecotipos de Prochlorococcus: Evidencia de adaptación a nivel genómico

El cianobacterio Prochlorococcus es el fotótrofo numéricamente dominante en los océanos oligotróficos. Este grupo consiste en múltiples ecotipos que son fisiológica y filogenéticamente distintos y ocurren en diferentes abundancias a lo largo de gradientes ambientales. Aquí examinamos las adaptaciones a la limitación de fosfato (P) entre ecotipos. Primero, utilizamos microarreglos de ADN para identificar genes involucrados en la respuesta a la privación de P en dos cepas pertenecientes a diferentes ecotipos, MED4 (adaptada a alta luminosidad) y MIT9313 (adaptada a baja luminosidad). La mayoría de los genes regulados al alza bajo privación de P eran únicos para una cepa. En MIT9313, muchos genes ribosomales fueron regulados a la baja, lo que sugiere una respuesta general al estrés en esta cepa. También observamos diferencias importantes en la regulación. Los genes inducidos por privación de P comprenden dos grupos en el cromosoma, el primero contiene el regulador maestro de P phoB y la mayoría de los conocidos genes de adquisición de P, y el segundo, ausente en MIT9313, contiene genes de función desconocida. Examinamos la organización del grupo de genes phoB en 11 cepas de Prochlorococcus pertenecientes a diversos ecotipos y encontramos una alta variabilidad en el contenido genético que no era congruente con la filogenia del ARNr. Hipotetizamos que esta variabilidad genómica está relacionada con diferencias en la disponibilidad de P en los océanos de los cuales se aislaron las cepas. El análisis de una biblioteca metagenómica del Mar de Sargasso apoya esta hipótesis; la mayoría de las células de Prochlorococcus en este ambiente de bajo P contienen los genes de adquisición de P observados en MED4, aunque se observaron varias combinaciones de genes previamente no descritas.