Papel de ginA y ginB en la movilidad de la isla genómica GInt

Abstract

La transferencia horizontal de genes, mediada por elementos genéticos móviles tales como las islas genómicas, es uno de los principales mecanismos de generación de variabilidad genética en bacterias, permitiendo su adaptación a nuevos nichos ecológicos. En el grupo de Patología Vegetal de la UPNA se ha descrito, en especies de Pseudomonas, una nueva familia de islas genómicas, denominadas GInt. Éstas se caracterizan por contener en su extremo 5’ el operón gin, constituido por cuatro genes, ginA, ginB, ginC y ginD, tres de los cuales codifican recombinasas de tirosina. Este tipo de proteínas participan en la escisión, integración y otros reordenamientos de ADN mediante recombinación específica de sitio. Los GInts se escinden formando moléculas circulares extracromosómicas, o episomas. En islas genómicas ya descritas, éste es un paso fundamental previo a la transferencia horizontal del elemento. Como parte de la caracterización funcional de los GInts se evaluó la implicación de los genes ginA y ginB en la formación de episomas. Mediante mutagénesis dirigida, utilizando la técnica de intercambio alélico, se generaron mutantes no polares de ginA y de ginB. Estos fueron incapaces de generar episomas, a tenor de los resultados de PCR anidada. Sin embargo, los mutantes complementados en trans, con una copia silvestre del gen en cuestión, restauraron completamente el fenotipo. Los resultados obtenidos en este trabajo demuestran que ginA y ginB son esenciales en la movilidad de los GInts ya que participan en el proceso de formación de estos intermediarios circulares.

The horizontal gene transfer, mediated by mobile genetic elements such as genomic islands, is one of the main mechanisms for generating genetic variation in bacteria, allowing their adaptation to new ecological niches. The Plant Pathology group of UPNA described in species of Pseudomonas a new family of genomic islands called GInt. These contain at their 5’ end the so called gin operon, consisting of four genes, ginA, ginB, ginC and ginD, three of which encode tyrosine recombinases. These proteins participate in the excision, integration and other DNA rearrangements by site-specific recombination. GInts excise forming extrachromosomal circular molecules, or episomes, that in previously described genomic islands is a critical step previous to the horizontal transfer. As part of the functional characterization of the Gint, we evaluated in this work the involvement of ginA and ginB in the generation of episomes. Nonpolar mutants of genes ginA and ginB were generated by site-directed mutagenesis by marker exchange. By nested PCR analyses, we did not detect the generation of circular intermediates by these mutants. Additionally, mutants complemented in trans with a wild-type copy of the disrupted gene showed a completely restored phenotype. The results obtained in this work show that ginA and ginB are essential for the mobility of GInts, through their participation in the generation of these circular intermediates.