Decodificación de las variantes génicas de dos cepas nativas probióticas de Lactiplantibacillus plantarum mediante resecuenciación del genoma completo: perspectivas sobre la adaptabilidad bacteriana a los estresores y la potencia antimicrobiana

Abstract

En este estudio, se evaluó la resecuenciación del genoma completo de dos cepas nativas probióticas de Lactiplantibacillus plantarum —UTNGt21A y UTNGt2— con el fin de identificar variantes y realizar la anotación de genes involucrados en la adaptabilidad bacteriana frente a diferentes estresores, así como en su potencia antimicrobiana. Se detectaron un total de 21.906 polimorfismos de nucleótido único (SNPs) en UTNGt21A, mientras que se revelaron 17.610 en el genoma de UTNGt2. El análisis genómico comparativo mostró un mayor número de deleciones, transversiones y transiciones en el genoma de UTNGt21A, mientras que se detectó una pequeña diferencia en el número de inserciones entre las cepas. Se identificó un número divergente de tipos de anotaciones de variantes en ambas cepas, categorizadas en términos de impacto bajo, moderado y alto sobre la efectividad proteica. Aunque ambas cepas nativas compartieron genes específicos comunes involucrados en la respuesta al estrés del entorno gastrointestinal, lo que puede calificarlas como probióticas putativas (sal biliar, ácido, temperatura, estrés osmótico), difirieron en la organización de sus clústeres de genes antimicrobianos, con UTNGt21A mostrando una disposición compleja de genes de bacteriocinas y variantes génicas disímiles que podrían alterar sus mecanismos de defensa y su capacidad inhibitoria general. La comparación de genomas reveló 34 y 9 islas genómicas (GIs) en los genomas de UTNGt21A y UTNGt2, respectivamente, con una sobrerrepresentación de genes involucrados en mecanismos de defensa y utilización de carbohidratos. Además, el análisis del pan-genoma reveló la presencia de varios genes específicos de cepa (genes de la franja intermedia), lo que sugiere una alta variación genómica entre las cepas. Este análisis genómico ilustra que la firma de bacteriocinas y las variantes génicas reflejan un patrón inherente al nicho. Estos extensos conjuntos de datos genómicos nos guiarán para comprender los beneficios potenciales de las cepas nativas y su utilidad en los sectores alimentario o farmacéutico.