Variabilidad en secuencias proteicas de los sistemas Toxina-Antitoxina en Mycobacterium tuberculosis

Abstract

El agente causal de la tuberculosis es Mycobacterium tuberculosis, un patógeno dividido en 7 linajes asociados a zonas geográficas específicas y con diferencias en su comportamiento. Una característica notable en M. tuberculosis es su alto número de sistemas toxina-antitoxina, operones involucrados en la formación de células persistentes bajo situaciones de estrés. Se analizó la variabilidad en la secuencia de las proteínas de los sistemas toxina-antitoxina entre los linajes de M. tuberculosis. La predicción se hizo utilizando perfiles de modelos ocultos de Markov, seguido de un agrupamiento de genes ortólogos y posteriormente el alineamiento múltiple para la búsqueda de mutaciones. Se encontraron seis posibles antitoxinas y 63 proteínas completamente conservadas: 22 toxinas, 36 antitoxinas y 5 proteínas sin caracterizar. 41 toxinas y 18 antitoxinas presentaron mutaciones. Se encontraron mutaciones asociadas a cada linaje. Estos resultaron sugieren que en M. tuberculosis se favorece el surgimiento de nuevas antitoxinas y que las toxinas son más propensas a cambios que la antitoxinas.

Abstract: Tuberculosis is caused by Mycobacterium tuberculosis. It is a pathogen divided into 7 lineages associated with specific geographical areas and with differences in their behavior. The high numbers of toxin- antitoxin systems are a notable feature in M. tuberculosis, which are operons involved in the formation of persistent cells under stress situations. The sequence variability of the toxin-antitoxin systems among the M. tuberculosis lineages was analyzed. Profiles of hidden Markov models, followed by a clustering of orthologous genes, and subsequently multiple alignments for mutations search were used to predict protein sequences. Six possible antitoxins and 63 fully conserved proteins were found: 22 toxins, 36 antitoxins and 5 uncharacterized proteins. 41 toxins and 18 antitoxins showed mutations. Mutations associated with each lineage were found. The results suggest that M. tuberculosis favors the emergence of new antitoxins and that toxins are more likely to change than antitoxins.