Las tecnologías NGS (Next Generation Sequencing) han revolucionado nuestro conocimiento de los metabolitos secundarios de los microorganismos, especialmente cuando se aíslan de lugares inexplorados, con la gran posibilidad de descubrir nuevas especies de bacterias, y con ello, consecuentemente, de nuevas sustancias bioactivas. Actualmente, la disponibilidad de novedosas herramientas bioinformáticas de alto rendimiento para la minería genómica permite la detección, identificación y anotación in silico de diferentes clusters de genes biosintéticos productores de metabolitos secundarios (BGCs). A este apartado, comenzaré abordando un poco del género bacteriano Streptomyces.
El ciclo de vida de Streptomyces comienza con la germinación de esporas y el crecimiento de un micelio de sustrato en respuesta a señales nutricionales y de estrés. Streptomyces produce hifas aéreas reproductivas que sufren división celular para formar esporas, la producción de antibióticos y/o sustancias bioactivas producto de que el metabolismo secundario suele estar ligada a su diferenciación celular, así como a la división del micelio.
Otra característica de los genomas de Streptomyces es el alto contenido de guanina y citocina, alrededor del 70 %, que modifica los codones iniciadores en los genes, el codón ATG que codifica para metionina, es el dominante en los ORFs predichos de genomas bacterianos; asimismo, un mayor número de genes utilizan el codón GTG que codifica para N-metilformilmetionina, generando así mayores posibilidades de predicción de ORFs al utilizar herramientas bioinformáticas para predicción de BGCs.
Por otro lado, cuando realizamos el NGS de una bacteria productora de metabolitos secundarios, tenemos en cuenta los nombres científicos de los microorganismos que van a constituir un importante punto de partida en la literatura científica, médica y técnica, y estos a su vez ocupan un lugar destacado en numerosas leyes y normativas que regulan diversos aspectos del comercio, la seguridad y la salud pública y/o epidemiológica. Para esto, de acuerdo a la clasificación oficial de procariotas, los nombres de los microorganismos están regulados por el Código Internacional de Nomenclatura de Bacterias (Código Bacteriológico) y su sucesor, el Código Internacional de Nomenclatura de Procariotas, con el objetivo de buscar linajes tipo válidos. Para realizar ello se debe de consultar bases de datos como LPSN (Approved Lists of Names of Bacteria) en la nomenclatura de procariotas, y los cambios de nomenclatura citados y validados que se encuentran publicados en el International Journal of Systematic Bacteriology (IJSB) o el International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM).
Sin embargo, con el decorrer de los años y las NGS llegando, se há ido revolucionando la comprensión de la nomenclatura bacteriana. En la actualidad las bacterias se clasifican a partir de análisis moleculares, basados en el gen del ARN ribosómico 16S, cuya resolución es variable y la mayoría de las veces considerada de baja resolución como, por ejemplo, para los géneros Streptomyces, Bacillus y Pseudomonas. Este marcador molecular debe ser apoyado por la técnica MLSA (Multilocus Sequence Analysis), que es una variación de la técnica MLST (Multilocus Sequence Typing) que utiliza secuencias concatenadas de genes housekeeping, generalmente de cinco a siete genes, y presentan una única copia en el genoma con un elevado número de sitios polimórficos. Pero hoy en día existen herramientas filogenómicas que utilizan hasta 400 genes housekeeping y permiten diferenciar especies y subespécies.
Otros análisis complementários, como la Identidad Promedio de Nucleótidos (ANI), permiten medir la distancia genética entre genomas completos. La hibridación ADN-ADN (dDH) se implementó a mediados de los años sesenta como valor de comparación entre el genoma de referencia y el genoma en estudio, y desde entonces es el patrón oro para circunscribir genómicamente la categoría básica en la clasificación de procariotas. Asimismo, otro valor es el contenido de Guanina + Citocina presente entre genomas próximos en estudio que son comparados para determinar la relación o distancias entre especies, lo que no pueden diferir en > 1 dentro de la misma especie y ? 1 entre especies diferentes. Otro valor es el llamado TETRA, descrito como una herramienta bioinformática que utiliza datos genómicos para correlacionar los perfiles de tetranucleótidos de dos genomas para definir la especie.
La versión actual de la base de datos pública EzBioCloud contiene 191.909 genomas depositados, de los cuales 10.899 pertenecen a cepas tipo o de referencia (Type strain). En cambio, están depositadas 63.403 secuencias del gen 16S del ARN ribosómico bacteriano; y 16.327 pertenecen al phylum actualizado recientemente como Actinomycetota por taxónomos como Nouioui y colaboradores, Oren & Garrity que realizaron una reclasificación taxonómica basada en el genoma del Phylum Actinomycetota cuyos cambios taxonómicos comprenden aquellos que han sido publicados previamente fuera del International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM). Este phylum con su género Streptomyces tiene un total de 1165 especies descritas, (https://lpsn. dsmz.de/genus/streptomyces) las cuales han sido ampliamente estudiados por su potencial prolífico de producir metabolitos bioactivos.
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