Uma pesquisa global dos genomas procarióticos revela as pressões eco-evolutivas que impulsionam a transferência horizontal de genes

Resumo A transferência horizontal de genes, a troca de material genético por meios que não a reprodução, é uma força fundamental na evolução do genoma procariótico. A persistência genômica de genes transferidos horizontalmente demonstrou ser influenciada tanto por fatores ecológicos quanto evolutivos. No entanto, há uma disponibilidade limitada de informações ecológicas sobre espécies além dos habitats de onde foram isoladas, o que impediu uma exploração mais profunda das contribuições ecológicas para a transferência horizontal de genes. Aqui, focamos em transferências detectadas através da comparação de árvores gene individuais com a árvore de espécies, avaliando a distribuição de procarióticos que trocam genes em mais de um milhão de amostras de sequenciamento ambiental. Ao analisar eventos de transferência horizontal de genes detectados, mostramos perfis funcionais distintos para eventos recentes em comparação com eventos antigos. Embora a maioria dos genes transferidos faça parte do genoma acessório, os genes transferidos mais cedo na evolução tendem a ser mais ubíquos entre as espécies atuais. Descobrimos que espécies co-ocorrentes, interagindo e em alta abundância tendem a trocar mais genes. Finalmente, mostramos que espécies especializadas associadas a hospedeiros são mais propensas a trocar genes com outras espécies especializadas associadas a hospedeiros, enquanto espécies encontradas em diferentes habitats têm taxas de troca de genes semelhantes, independentemente de seu habitat preferido. Nosso estudo abrange uma escala sem precedentes de transferência horizontal de genes integrada e informações ambientais, destacando amplas tendências eco-evolutivas.