Influencia de la diversidad inicial y la pauta de cambio ambiental en a evolución del bacteriófago Qβ
Author
Somovilla Crespo, Pilar
Advisor
Lázaro Lázaro, EsterEntity
UAM. Departamento de Física de la Materia Condensada; CSIC. Centro Nacional de Biotecnología (CNB); CSIC. Centro de Astrobiología (INTA)Date
2021-06-29Subjects
Bacteriófagos - Tesis Doctoral; FísicaNote
Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Física de la Materia Condensada. Fecha de Lectura: 29-06-2021
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
La evolución viral está condicionada por multitud de factores entre los que se
encuentran la velocidad de cambio en las presiones selectivas y la diversidad genética
preexistente en las poblaciones. En general, cuanto más intenso sea el cambio ambiental
mayor será la reducción del tamaño de la población, aumentando así la dificultad para
generar y seleccionar mutaciones adaptativas, lo que puede conducir a la extinción. Por
el contrario, los cambios graduales, que aumentan las presiones selectivas de forma
progresiva, suelen ser más compatibles con la adaptación. La diversidad genética
preexistente puede facilitar el proceso si en el espectro de mutantes que componen las
poblaciones virales se encuentra ya algún genoma con ventajas adaptativas en las
nuevas condiciones.
En esta tesis doctoral hemos planteado varios experimentos de evolución en los que
hemos estudiado los cambios fenotípicos y genotípicos que experimenta un
bacteriófago de RNA (Qβ) cuando se propaga a temperaturas diferentes de la óptima,
siguiendo diferentes patrones de cambio. A lo largo del proceso se han determinado los
valores de la tasa de crecimiento, las secuencias consenso de las poblaciones y también
se ha caracterizado el espectro de mutantes mediante tecnologías de secuenciación
masiva.
Los resultados más relevantes obtenidos muestran que las poblaciones que contienen
mayor diversidad genética inicial se adaptan más rápido a un aumento de temperatura
(de 37 ᵒC a 43 ᵒC) que las que parten de una población menos diversa. Los análisis de
secuenciación masiva indican que en el primer caso se produce un cuello de botella
poblacional que podría ser debido a la rápida selección de algún genoma minoritario
que estuviera ya presente en la población ancestral. La velocidad de la adaptación
también aumenta con la velocidad de cambio de temperatura. A pesar de que hay
bastante coincidencia entre las mutaciones que se seleccionan al final del proceso en
todos los casos analizados, las vías adaptativas seguidas no son las mismas, como se
demuestra por las diferencias en las mutaciones que se fijan en primer lugar y el número
de mutaciones de la población ancestral que se mantienen en el nuevo ambiente. La
estructura de la población y la diversidad genética contenida en ella también
experimentan cambios de distinta intensidad en función de la pauta de cambio y el
estado inicial de la población.
Por último, la propagación de Qβ en condiciones que alternan la replicación a dos
temperaturas subóptimas favorece la adaptación a la que genera la presión selectiva
más intensa y lo hace a través de las mismas mutaciones que se seleccionan durante la
adaptación constante a esa misma temperatura. Sin embargo, la estructura de la
población alternante se asemeja más a la evolucionada de forma constante a la
temperatura que ejerce menor presión selectiva, mostrando así que ambas
temperaturas influyen en las propiedades de la población evolucionada.
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