Análise Genômica Comparativa de Variantes Genotípicas Arqueais em uma Única População e em Duas Províncias Oceânicas Diferentes

Crenerqueófitos planctônicos estão presentes em alta abundância nas águas superficiais da Antártica no inverno, e também constituem uma grande proporção do número total de células em águas profundas do oceano. Para caracterizar melhor esses crenerqueófitos marinhos não cultivados, analisamos grandes fragmentos do genoma de indivíduos recuperados de uma única população de picoplâncton antártico e os comparamos com aqueles de um representante obtido de águas mais profundas do Pacífico Norte temperado. A sequenciação e análise do inserto de DNA completo de um arqueano marinho antártico (fosmídio 74A4) revelou diferenças na estrutura e conteúdo do genoma entre o arqueano de água superficial antártica e o arqueano de água profunda temperada. A análise dos produtos gênicos previstos codificados pela sequência 74A4 e aqueles derivados de um crenarqueano planctônico de águas profundas temperadas (fosmídio 4B7) revelou muitas proteínas arqueais típicas, mas também várias proteínas que até agora não foram detectadas em arqueias. A fração única de genes arqueais marinhos incluiu, entre outros, aqueles para uma proteína de ligação a RNA prevista da família de choque térmico bacteriano e uma proteína do tipo dedo de zinco eucariótica. A comparação de arqueias intimamente relacionadas originárias de uma única população revelou uma divergência genômica significativa que não era evidente pela variação da sequência 16S rRNA. Os dados sugerem que pode existir uma considerável diversidade funcional dentro de populações únicas de cepas microbianas coexistentes, mesmo aquelas com sequências 16S rRNA idênticas. Nossos resultados também demonstram que abordagens genômicas podem fornecer informações de alta resolução relevantes para genética de populações microbianas, ecologia e evolução, mesmo para microrganismos que ainda não foram cultivados.