Los sistemas de restricción-modificación han moldeado la evolución y distribución de plásmidos en las bacterias

Muchas características novedosas como la resistencia a antibióticos se difunden a través de plásmidos entre especies. Sin embargo, los plásmidos tienen diferentes rangos de hospedador. Los sistemas de restricción-modificación (sistemas R-M) son, con mucho, el sistema de defensa bacteriano más abundante y, por lo tanto, representan una de las barreras clave para la difusión de plásmidos. Sin embargo, su efecto en la evolución de plásmidos y el rango de hospedador ha sido ignorado. Aquí analizamos la evitación de los objetivos de los sistemas R-M más abundantes (Tipo II) para genomas completos y plásmidos a través de la diversidad bacteriana. Para la longitud de objetivo más común (6 pb) mostramos que la evitación de objetivos está fuertemente correlacionada con la distribución taxonómica de los sistemas R-M y es mayor en los genes de plásmidos que en los genes nucleares. Encontramos una mayor evitación de objetivos R-M en plásmidos que son más pequeños y tienen un rango de hospedador más amplio. Nuestros resultados sugieren dos estrategias evolutivas diferentes para los plásmidos: los plásmidos pequeños se adaptan principalmente a los sistemas R-M ajustando su composición de secuencia, y los plásmidos grandes se adaptan principalmente a través del transporte de genes adicionales que protegen contra la restricción. Nuestro trabajo proporciona evidencia sistemática de que los sistemas R-M son importantes barreras para la transferencia de plásmidos y han dejado su huella en los plásmidos a lo largo de un tiempo evolutivo prolongado.