Técnicas moleculares para el estudio de los "Pseudomonas"

La tesis doctoral de David Sánchez Bermúdez hace un uso innovador de la genómica y la pirosecuenciación para investigar la diversidad de poblaciones de este género de bacterias

La tesis doctoral de David Sánchez Bermúdez, defendida en la Universidad de las Illes Balears, ha investigado la diversidad de poblaciones de Pseudomonas presentes en el ambiente, a partir de aislamientos recogidos en diferentes hábitats de Mallorca y de Bélgica, haciendo un uso innovador de técnicas moleculares como la genómica y la pirosecuenciación. Fruto de esta investigación, el investigador ha propuesto dos nuevas especies: Pseudomonas aestusnigri y Pseudomonas terricola. La tesis Estudio molecular de poblaciones de Pseudomonas ambientales la ha dirigido la doctora Elena García-Valdés Pukkits, del Departamento de Biología.

El género Pseudomonas es un grupo de bacterias muy comunes tanto en el suelo como en el agua. También se pueden encontrar como patógenos de plantas y animales. Esto es debido a la gran versatilidad de su metabolismo, que les otorga una capacidad innata para colonizar una gran diversidad de ambientes naturales, de manera que su distribución es prácticamente universal y ocupan una gran diversidad de nichos ecológicos.

La tesis doctoral de David Sánchez se enmarca en un proyecto del grupo de investigación en Microbiología de la UIB que pretende estudiar la diversidad del género Pseudomonas en diferentes tipos de muestras. El investigador ha analizado la diversidad de las poblaciones de esta bacteria combinando la aplicación de las metodologías tradicionales dependientes de cultivo con nuevas metodologías independientes de cultivo y basadas en métodos moleculares, como la tipificación multilocus de secuencias, secuenciación y análisis de ADN total procedente de muestras ambientales por clonación y, por primera vez en el estudio de este género en muestras ambientales, la técnica de pirosecuenciación. Además, la investigación se sirvió de la genómica comparativa para evaluar la diversidad intraclonal.

En un primer  estudio, el investigador ha analizado la estructura y la microdiversidad de 53 aislamientos de muestras ambientales y clínicas de Pseudomonas aeruginosa de Mallorca. Esta especie destaca por su potencial patogénico en los seres humanos y es responsable de una gran diversidad de infecciones nosocomiales, especialmente en pacientes inmunocomprometidos. Los aislamientos de origen clínico -procedentes del Hospital Universitari Son Dureta- fueron los únicos que presentaron patrones de multiresistencia a antibióticos. Además, el elevado número de nuevos alelos y de secuencias tipo encontradas en una misma área refleja la gran diversidad de las poblaciones de P. aeruginosa. Així, la secuencia tipo ST-1146 fue la única encontrada tanto en muestras ambientales como en clínicas.

En un segundo estudio, se llevó a cabo la comparación genómica de los aislados que compartían la secuencia tipo ST-1446. Los resultados indicaron que el número de genes propios del aislado clínico era superior a los de los aislados de origen ambiental, y que un gran número de estos genes estaban relacionados con genes procedentes de bacteriófagos. Además, la comparación genómica demostró que los aislados ST-1146 están estrechamente relacionados y que los genes relacionados con la patogenicidad estudiados estaban conservados.

En un tercer estudio, el investigador trabajó con una muestra de agua del rio Woluwe (Brusselas, Bélgica) como hábitat modelo para estudiar la diversidad del género Pseudomonas. La muestra de agua fue analizada a través de diferentes métodos dependientes e independientes de cultivo, lo que permitió encontrar un gran número de especies de  Pseudomonas conocidos: 26 especies diferentes distribuidas en 13 grupos o subgrupos filogenéticos. Además, con todos los métodos de análisis se encontró un gran número de posibles nuevas especies, lo que indica la enorme diversidad del género, no descrita hasta el momento.

El cuarto estudio consistió en el aislamiento de cepas de Pseudomonas procedentes de muestras ambientales de suelos y zonas intermareales. Durante el proceso de identificación, algunos de estos aislamientos no se asignaron a ninguna especie conocida de Pseudomonas y se consideraron como posibles nuevas especies. El análisis multilocus de secuencias demostró que diversos aislamientos podrían corresponder a tres nuevas especies, si bien la confirmación de estos resultados requerirá análisis posteriores. Otros cuatro aislamientos fueron estudiados mediante su caracterización morfológica, fisiológica, bioquímica, quimiotaxonómica y genómica. Estos estudios demostraron que los aislamientos no podían ser asignados a ninguna especie conocida de Pseudomonas, por lo que el investigador propone que sean consideradas como dos especies nuevas: Pseudomonas aestusnigri y Pseudomonas terricola.

Ficha de la tesis doctoral

  • Título: Estudio molecular de poblaciones de Pseudomonas ambientales
  • Autor: David Sánchez Bermúdez
  • Programa de doctorado: Microbiología Ambiental y Biotecnología
  • Departamento: Biología
  • Director: Elena García-Valdés Pukkits

 

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Fecha de publicación: 20/11/2013