Identificación y distribución de genes asociados a la resistencia a arsénico en bacterias de ambientes marinos a nivel in silico

Abstract

La toxicidad y ubicuidad del arsénico ha influenciado en la evolución de los microorganismos modernos, desarrollando mecanismos de respuesta al estrés a arsénico. Sin embargo, hay limitada información de dichos mecanismos a nivel genético en bacterias y su distribución en los ecosistemas marinos y oceánicos a nivel global. Por lo cual, este estudio tiene como objetivo analizar los patrones de distribución de genes asociados a la resistencia a arsénico en bacterias de ambientes marinos y oceánicos usando la base de datos de Tara Oceans y Malaspina 2010. Para ello, se construyó una base de datos de genes asociados a la resistencia a arsénico a partir de la base de datos de NCBI con el fin de compararlo con la base de datos de bacterias de ambientes marinos de las expediciones de Tara Oceans y de Malaspina 2010. Mediante la aplicación de herramientas bioinformáticas como usearch/10.0.240, MMseqs2, python y Rstudio, se identificó 4 tipos de genes asociados a la resistencia a arsénico (arsJ, arsI, arsA y arsB), destacando el gen arsJ con mayor abundancia génica y mayor distribución en diferentes océanos y mares. Según los datos de Tara Oceans, el gen arsJ de Marinobacter sp. se distribuye en 3 océanos (Pacífico, Atlántico e Índico) y en 9 mares de las tres capas oceanográficas de profundidad (capa de agua superficial, capa de máxima clorofila profunda y capa mesopelágica). Adicionalmente, según los datos de Malaspina 2010, el gen arsJ también incrementó su presencia a mayor profundidad oceánica hasta el batipelágico, distribuyéndose en el Océano Pacífico y en el Océano Índico. La presente investigación contribuye a determinar posibles lugares donde hay potencial de biotransformación bacteriana del arsénico a partir de sus genes identificados, que aún debe ser confirmado por futuros ensayos experimentales de biorremediación.