La conjugación es uno de los sistemas que permite el paso de información genética entre bacterias, a veces hasta de diferente género. Este proceso requiere del contacto directo entre las células, y frecuentemente las moléculas transferidas son plásmidos de diversos tamaños. En Rhizobium etli CFN42, hemos descrito un mecanismo que permite la transferencia conjugativa del plásmido simbiótico (pSim), a través de un evento de cointegración del pSim con el plásmido autotransferible (PAT) p42a, quien contiene genes tra-trb, muy similares a los del pTi de Agrobacterium tumefaciens. (Tun-Garrido et al., 2003). La cointegración del pSim con el p42a puede ser mediada por recombinación homóloga catalizada por RecA, o por recombinación sitio-específica, por la integrasa IntA. En un 10% de los casos, la resolución del cointegrado lleva a la generación de plásmidos recombinantes, que conservan segmentos de ambos plásmidos. (Brom et al., 2004). El análisis de una colección de cepas de Rhizobium aisladas de nódulos de frijol de diversos orígenes geográficos, mostró la presencia de cepas pertenecientes a diferentes especies por su clasificación en base a marcadores cromosomales, pero que presentan características similares a las codificadas en los plásmidos de Rhizobium etli (Brom et al., 2002); sugiriendo que éstas cepas pueden haberse generado por transferencia horizontal de plásmidos de etli a otras especies de Rhizobium. En una de éstas cepas (GR64), clasificada como Sinorhizobium fredii, pero capaz de nodular frijol y no soya, encontramos presente un PAT capaz de autotransferirse a alta frecuencia y promover la transferencia de su pSim endógeno. Sorprendentemente, encontramos que el PAT de la GR64 comparte varios segmentos con el pSim de R. etli, incluyendo el origen de replicación. En base a estos datos, proponemos que el PAT de GR64 es un plásmido recombinante, generado por recombinación entre un pSim de etli, y un plásmido no identificado que contiene una región de transferencia. Ampliando el espectro de estudio, también hemos encontrado PATs en otras especies de Sinorhizobium, noduladoras de soya. En éste proyecto, nos proponemos analizar el mecanismo de transferencia del PAT de la cepa noduladora de frijol de S. fredii GR64, determinar las secuencias involucradas en la generación de éste plásmido, entender el proceso por el cual induce la transferencia del pSim, y estudiar la generalidad de este nuevo sistema en otras cepas de S. fredii con diversas especificidades. Los resultados de este proyecto nos permitirán contribuír a entender como se distribuye y diversifica la información génetica en poblaciones bacterianas.

Entender los mecanismos que permiten diversificación de los organismos es un punto crucial para el conocimiento de la evolución de los seres vivos. Durante mucho tiempo se contempló solamente a las mutaciones y su selección como la base de los cambios evolutivos. En tiempos recientes, se ha evidenciado el papel de los mecanismos de transferencia horizontal en la generación de cambios evolutivos. Un ejemplo de esto es la distribución de genes de resistencia a antibióticos en enterobacterias. Las rhizobiaceas son bacterias que normalmente se encuentran en suelo, y tienen un papel benéfico en cuanto a su capacidad de aportar nitrógeno orgánico a leguminosas. El genoma de Rhizobium suele contener plásmidos de diversos tamaños, algunos de los cuales tienen información genética involucrada en procesos metabólicos comúnmente adscritos a cromosomas. Generalmente, las distintas especies de Rhizobium son capaces de establecer simbiosis con leguminosas específicas; aunque también se han descrito cepas que pertenecen a una especie “X” por marcadores cromosomales, pero su capacidad simbiótica corresponde a la de otra cepa “Y”, sugiriendo eventos de transferencia horizontal. A la fecha, existen muy pocos datos en cuanto a los mecanismos responsables de la transferencia horizontal en rhizobiaceas. Este proyecto contribuirá al conocimiento de nuevos sistemas de transferencia conjugativa en Rhizobium, de los mecanismos que permiten la movilización de información simbiótica, y la generación de nuevos replicones en la naturaleza.