Le transfert horizontal de gènes (HGT) joue un rôle important dans la physiologie et l'évolution des micro-organismes, avant tout des procaryotes thermophiles. Certains membres du Phylum Thermotogae (c.-à-d. Thermotoga spp.) présentent des génomes constitués d'une mosaïque de gènes d'origines diverses. Cette étude présente une nouvelle approche pour rechercher la plasticité potentielle des génomes de Fervidobacterium en utilisant des gènes putatifs codant pour la transposase comme cible d'analyse. Les transposases sont des protéines clés impliquées dans les réarrangements de l'ADN génomique. Une analyse comparative complète, comprenant la phylogénie, l'analyse multidimensionnelle non métrique des fréquences des tétranucléotides, des séquences flanquantes répétitives et des estimations de divergence, a été réalisée sur les gènes de transposase détectés dans quatre génomes de Fervidobacterium : F. nodosum, F. pennivorans, F. islandicum et un nouvel isolat (Fervidobacterium sp. FC2004). Les séquences de transposases ont été classées en différents groupes selon leur degré de similitude. Les différentes méthodes utilisées dans cette étude ont montré que plus de la moitié des gènes de transposase représentaient des événements HGT putatifs avec les séquences relatives les plus proches au sein des Firmicutes phylum, étant Caldicellulosiruptor le genre présentant la plus grande proximité de séquence génique. Ces résultats ont confirmé une relation évolutive directe par HGT entre des espèces spécifiques de Fervidobacterium et des Firmicutes thermophiles conduisant à un partage potentiel de la séquence génique et de la fonctionnalité pour prospérer dans des conditions environnementales similaires. Les gènes codant pour la transposase représentent des cibles appropriées pour approcher la plasticité et le mosaïsme potentiel des génomes bactériens.

La transferencia genética horizontal (HGT) desempeña un papel importante en la fisiología y evolución de los microorganismos, sobre todo los procariotas termófilos. Se ha informado que algunos miembros del Phylum Thermotogae (es decir, Thermotoga spp.) presentan genomas constituidos por un mosaico de genes de una variedad de orígenes. Este estudio presenta un enfoque novedoso para buscar la plasticidad potencial de los genomas de Fervidobacterium utilizando genes que codifican transposasa putativa como objetivo de análisis. Las transposasas son proteínas clave implicadas en los reordenamientos del ADN genómico. Se realizó un análisis comparativo exhaustivo, que incluyó filogenia, análisis de escala multidimensional no métrico de frecuencias de tetranucleótidos, secuencias flanqueantes repetitivas y estimaciones de divergencia, en los genes de transposasa detectados en cuatro genomas de Fervidobacterium: F. nodosum, F. pennivorans, F. islandicum y un nuevo aislado (Fervidobacterium sp. FC2004). Las secuencias de transposasa se clasificaron en diferentes grupos por su grado de similitud. Los diferentes métodos utilizados en este estudio señalaron que más de la mitad de los genes de transposasa representaban eventos de HGT putativos con secuencias relativas más cercanas dentro del filo Firmicutes, siendo Caldicellulosiruptor el género que muestra la mayor proximidad de secuencia génica. Estos resultados confirmaron una relación evolutiva directa a través de HGT entre especies específicas de Fervidobacterium y Firmicutes termófilos, lo que llevó a un posible intercambio de secuencias genéticas y funcionalidades para prosperar en condiciones ambientales similares. Los genes que codifican la transposasa representan dianas adecuadas para abordar la plasticidad y el posible mosaicismo de los genomas bacterianos.

Horizontal Gene Transfer (HGT) plays an important role in the physiology and evolution of microorganisms above all thermophilic prokaryotes. Some members of the Phylum Thermotogae (i.e., Thermotoga spp.) have been reported to present genomes constituted by a mosaic of genes from a variety of origins. This study presents a novel approach to search on the potential plasticity of Fervidobacterium genomes using putative transposase-encoding genes as the target of analysis. Transposases are key proteins involved in genomic DNA rearrangements. A comprehensive comparative analysis, including phylogeny, non-metric multidimensional scaling analysis of tetranucleotide frequencies, repetitive flanking sequences and divergence estimates, was performed on the transposase genes detected in four Fervidobacterium genomes: F. nodosum, F. pennivorans, F. islandicum and a new isolate (Fervidobacterium sp. FC2004). Transposase sequences were classified in different groups by their degree of similarity. The different methods used in this study pointed that over half of the transposase genes represented putative HGT events with closest relative sequences within the phylum Firmicutes, being Caldicellulosiruptor the genus showing highest gene sequence proximity. These results confirmed a direct evolutionary relationship through HGT between specific Fervidobacterium species and thermophilic Firmicutes leading to potential gene sequence and functionality sharing to thrive under similar environmental conditions. Transposase-encoding genes represent suitable targets to approach the plasticity and potential mosaicism of bacterial genomes.

يلعب النقل الجيني الأفقي (HGT) دورًا مهمًا في فسيولوجيا وتطور الكائنات الحية الدقيقة فوق جميع بدائيات النوى المحبة للحرارة. تم الإبلاغ عن أن بعض أعضاء Phylum Thermotogae (أي Thermotoga spp.) يقدمون جينومات تتكون من فسيفساء من الجينات من مجموعة متنوعة من الأصول. تقدم هذه الدراسة نهجًا جديدًا للبحث عن اللدونة المحتملة لجينوم Fervidobacterium باستخدام جينات ترميز transposase المفترضة كهدف للتحليل. المنقولات هي البروتينات الرئيسية المشاركة في إعادة ترتيب الحمض النووي الجيني. تم إجراء تحليل مقارن شامل، بما في ذلك علم تطور السلالات، وتحليل القياس متعدد الأبعاد غير المتري لترددات رباعي النوكليوتيدات، والتسلسلات الجانبية المتكررة وتقديرات التباعد، على جينات transposase المكتشفة في أربعة جينومات Fervidobacterium: F. nodosum، F. pennivorans، F. islandicum وعزل جديد (Fervidobacterium sp. FC2004). تم تصنيف متواليات transposase في مجموعات مختلفة حسب درجة تشابهها. أشارت الطرق المختلفة المستخدمة في هذه الدراسة إلى أن أكثر من نصف جينات الترانسبوزاز تمثل أحداث HGT المفترضة مع أقرب تسلسل نسبي داخل شعبة Firmicutes، كونها Caldicellulosiruptor الجنس الذي يظهر أعلى تسلسل جيني قريب. أكدت هذه النتائج وجود علاقة تطورية مباشرة من خلال HGT بين أنواع Fervidobacterium المحددة و Firmicutes المحبة للحرارة مما يؤدي إلى تسلسل جيني محتمل ومشاركة وظيفية لتزدهر في ظل ظروف بيئية مماثلة. تمثل جينات ترميز الترانسبوزاز أهدافًا مناسبة لمقاربة اللدونة والفسيفساء المحتملة للجينوم البكتيري.