Si bien la transferencia horizontal de genes es frecuente en toda la biosfera, las características reguladoras que permiten la expresión y la funcionalización de ADN extraño siguen siendo poco conocidas. Aquí, combinamos mediciones de actividad de promotor de alto rendimiento y análisis genómico a gran escala de regiones reguladoras para investigar la compatibilidad cruzada de elementos reguladores (REs) en bacterias.

La caracterización funcional de miles de REs naturales en tres especies bacterianas distintas reveló patrones de expresión distintos según la RE y la filogenia receptora. La capacidad del huésped para activar promotores extraños fue proporcional a su contenido genómico de GC, mientras que muchos elementos reguladores con bajo GC fueron ampliamente activos y tenían más sitios de inicio de transcripción entre los anfitriones. La diferencia en las capacidades de expresión podría explicarse por la influencia del contenido de GC del huésped en la rigurosidad del motivo canónico σ70 rico en AT necesario para el inicio de la transcripción.

Confirmamos aún más la generalización de este modelo y encontramos una adaptación generalizada del contenido de GC del motivo σ70 en un conjunto de 1.545 genomas de todos los principales filos bacterianos. Nuestro análisis identifica un mecanismo clave por el cual la fuerza del motivo σ70 rico en AT en relación con el contenido genómico de GC del huésped gobierna la capacidad de expresión del ADN adquirido. Estos hallazgos arrojan luz sobre la adaptación reguladora en el contexto de la composición genómica en evolución.

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