ECOLOGÍA EVOLUTIVA DE ESCHERICHIA COLI

Valeria Souza, Amanda Castillo, Martha Rocha, Luisa SandNer, Claudia Silva y Luis E. Eguiarte

Valeria Souza. Bióloga, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Maestra en Ciencias y Doctorada en Ecología, UNAM. Investigadora Titular y Jefa, Laboratorio de Evolución Molecular y Experimental, Departamento de Ecología Evolutiva, Instituto de Ecología, UNAM. Dirección: Apartado Postal 70-275, C.U., C.P. 04510, México D.F., México. e-mail: souza@servidor.unam.mx

Amanda Castillo. Bióloga y estudiante de doctorado en Ciencias Biomédicas, UNAM. e-mail: acobian@hotmail.com

Martha Rocha. Bióloga. Maestra en Ciencias y estudiante de doctorado en Ciencias Biológicas, UNAM. e-mail: markiwi@mixmail.com

Luisa Sandner. Bióloga, Clark University. Maestra en Ciencias, UNAM. e-mail: lsandner@miranda.ecologia.unam.mx

Claudia Silva. Bióloga, Universidad Autónoma Metropolitana (Xochimilco). Maestra en Ciencias y estudiante de doctorado en Ciencias Biomédicas, UNAM. e-mail: csilva@ miranda.ecologia.unam.mx

Luis E. Eguiarte. Biólogo, UNAM. Doctorado en Ecología, UNAM. Investigador Titular, Laboratorio de Evolución Molecular y Experimental. Jefe, Departamento de Ecología Evolutiva, Instituto de Ecología, UNAM. e-mail: fruns@servidor.unam.mx

Escherichia coli is the best known organism in terms of its genetics and physiology. However, very little is understood about its ecology and evolutionary biology. In this paper we review some aspects of its biology, genomics, ecology, and population genetics. Classic studies, mostly based on human strains, suggested that E. coli was a clonal bacteria showing little recombination. We have built and analyzed a collection called IECOL, with over 2000 bacterial strains from animals from several places in the world, humans from Mexico and wild strains from different environments. In this study, we report population genetics and molecular evolution data from E. coli in this collection. These results, together with recently published studies, show that E. coli is a very diverse organism with a dynamic genome. Recombination is important and the successful combinations can spread in an epidemic way within human and animal populations, giving a false signal of clonality. Finally, the potential use of the IECOL collection is illustrated using examples of our studies about the evolution of mutation rates and pathogenic genes.

A Escherichia coli é o organismo melhor conhecido em termos de sua genética e fisiologia. Porém, se sabe pouco de sua ecologia e biologia evolutiva. Neste trabalho revisamos aspectos de sua biologia, genômica, ecologia e genética de populações. Estudos clássicos, baseados principalmente em cepas isoladas de humanos, sugeriam que E. coli é uma espécie com uma forte estrutura clonal, com pouca ou nenhuma recombinação. Nós montamos e analisamos uma coleção chamada IECOL, com mais de 2000 cepas provenientes de animais de vários lugares do mundo, de humanos do México e de cepas silvestres de diferentes ambientes. Neste trabalho se apresentam dados sobre genética de populações e evolução molecular de E. coli obtidos a partir desta coleção. Estes, junto com outros dados da literatura recente, indicam que E. coli é um organismo muito diverso, com um genoma extraordinariamente dinâmico onde a recombinação é importante, e que as combinações de sucesso podem dispersar-se de maneira epidêmica nas populações humanas ou animais, dando um falso sinal de clonalidade. Finalmente, se ilustra o potencial de uso da coleção (IECOL) em estudos que estamos realizando sobre a evolução de taxas de mutação, e sobre a evolução de gens patogênicos na espécie.

Recibido: 28/03/2001. Aceptado: 02/10/2001

Los genomas recientemente secuenciados de Escherichia. coli (Blattner et al., 1997; Perna et al., 2001) y los estudios de la genética de poblaciones de numerosas especies (Caugant et al., 1983; Selander et al., 1987; Souza et al., 1994, 1999) indican de manera definitiva que las bacterias no son el organismo estable que Gould (1994) sugiere: "the most salient feature of life has been the stability of its bacterial mode from the beginning of the fossil record until today and, with little doubt, into the future time so long as the earth endures". Esta visión es superficial. Si bien las bacterias han cambiado poco morfológicamente, su genoma es una entidad dinámica y cambiante, que no ha dejado de evolucionar, manteniendo un tamaño reducido y una aparente baja complejidad. En este artículo revisaremos el estado actual del conocimiento sobre la biología evolutiva de E. coli, ilustrando la compleja dinámica evolutiva que presentan estas bacterias.

Los recientes avances en el conocimiento de la genética y fisiología de E. coli han sido espectaculares. Conocemos el genoma entero de dos cepas de esta especie (Blattner et al., 1997; Perna et al., 2001), y es indudablemente el genoma mejor entendido ("anotado", en la terminología genómica, en cerca del 70% de sus genes). También ha sido utilizada como organismo modelo en estudios evolutivos, tanto en poblaciones naturales (Selander, et al., 1987; Souza et al., 1999) como en el laboratorio en estudios denominados de "evolución experimental" (Lenski y Travisano, 1994; Eguiarte y Souza, 1993). Estos últimos, han permitido entender mejor la acción de las fuerzas evolutivas a diferentes escalas. Sin embargo, apenas comenzamos a investigar la ecología y biología evolutiva en poblaciones naturales.

La cepa K12 de E. coli ha sido muy estudiada y el genoma de una variante de esta cepa fue secuenciada (Blattner et al., 1997). Esta cepa contiene 4639221 pares de bases de DNA circular de doble cadena. El 87,8% de este genoma codifica para proteínas, el 0,8% codifica para RNAs y 0,7% consiste en DNA repetido sin función conocida. Se estima que alrededor del 11% del cromosoma tiene funciones de regulación. Un 28% de los 4288 ORFs (marcos de lectura abierta) no tienen función conocida. Es posible que otras cepas de E. coli tengan diferencias en su estructura genómica, ya que se sospecha que los mapas no siempre son colineales y hay variación en el tamaño del genoma, de 4,4 a 5,5 mb (megabases; Shu-Liu et al., 1993). La otra cepa secuenciada, la patógena EHEC (enterohemorrágica) O157:H7 ha sufrido numerosos eventos de transferencia horizontal desde que se separó de la K12 hace aproximadamente 4 millones de años, y tiene 1387 genes diferentes, los cuales incluyen factores de virulencia, diferentes rutas metabólicas, profagos, transposones y funciones desconocidas (Perna et al., 2001).

El estudio comparativo de estos dos genomas indica que las enterobacterias están sujetas a mucha más recombinación vía transferencia horizontal de lo que se había sospechado (Perna et al., 2001). Este proceso genera genomas bacterianos que consisten en mosaicos de genes con diferentes historias evolutivas. Por ejemplo, el contenido promedio de GC en E. coli es del 50,8%, pero un número importante de genes (17% del genoma de la K12 y 26% de la O157:H7) contienen diferentes proporciones de GC y un índice de uso de codones muy diferente al del resto del genoma. Por esta razón se ha sugerido que estos genes provenían de otros linajes bacterianos y fueron adquiridos recientemente por transferencia horizontal por E. coli. La tasa de transferencia se ha estimado de 16 kilobases (kb) cada millón de años (Lawrence y Ochman, 1998). Entre estos genes con contenido GC diferente destacan las llamadas "islas patogénicas" (regiones donde se encuentran los genes que confieren capacidades patógenas).

Existe información genética adicional en forma de elementos extracromosomales o plásmidos. Éstos son el componente más dinámico del genoma bacteriano, ya que son fácilmente movilizables entre cepas. Los plásmidos son comúnes en E. coli, aunque esta bacteria puede sobrevivir sin ningún plásmido o por el contrario presentar un buen porcentaje de su genoma en estos elementos. Se han descrito cerca de 300 tipos de plásmidos en la especie (Boyd et al., 1996). En ellos se puede encontrar información para asimilar azúcares raros, para producir colicinas (substancias que matan a posibles competidores de la misma especie), resistencias a antibióticos y a metales pesados, inmunidad contra fagos y colicinas, genes que codifican para intercambio genético y fimbrias relacionadas con la patogénesis y toxinas. Generalmente la distribución de un tipo de plásmido depende no sólo de su rango de hospederos bacterianos, sino que de un complejo sistema de incompatibilidad entre plásmidos de un mismo tipo. No pueden ingresar a una bacteria plásmidos nuevos pertenecientes a un tipo ya existente (Madigan et al., 2000). La movilización de plásmidos no está bien comprendida desde el punto de vista molecular. Sin embargo, se sabe que existen plásmidos conjugativos, los cuales son capaces de transferirse por sí mismos por medio de la conjugación. Estos plásmidos son relativamente grandes (al menos 25 kb) y contienen los genes necesarios para el reconocimiento bacteria-bacteria, los genes del pili sexual y los genes que permiten la movilización del DNA. Los plásmidos no conjugativos también pueden ser transferidos por medio de la conjugación al ser acarreados por plásmidos conjugativos. Estos últimos se denominan plásmidos movilizables y pueden ser de tamaños variados. Muchos plásmidos son capaces de transferirse a sí mismos entre especies diferentes (modelo panmíctico de distribución de plásmidos, Souza y Eguiarte, 1997) como lo demostraron Boyd y Hartl (1997) en Salmonella y E. coli. Algunos de estos plásmidos son sumamente exitosos, ya que además de ser promiscuos, están sobre-representados en las poblaciones bacterianas; estos son los denominados plásmidos epidémicos (Souza y Eguiarte, 1997) y son los responsables de la adquisición por transferencia horizontal de resistencia a antibióticos o factores de virulencia. Sin embargo, no todos los plásmidos son de rango de hospedero amplio, ya que existen plásmidos que sólo se transfieran verticalmente con sus cromosomas hospederos, generando una fuerte coevolución entre ambos genomas (plásmidos clonales, Souza y Eguiarte, 1997), así como plásmidos con transferencia limitada a genomas específicos dentro de una misma especie bacteriana.

La gran plasticidad genómica de E. coli le confiere una plasticidad ecológica extraordinaria. E. coli puede adaptarse rápidamente a diferentes ambientes y es capaz de vivir como un organismo de vida libre o como comensal mutualista del colon en mamíferos y aves. Adicionalmente, en el interior de los organismos puede invadir otros nichos con éxito, y de esta manera llegar a ser un patógeno mortal, muy competitivo en humanos y animales.

A pesar de su abundancia, el estudio de la ecología bacteriana es extraordinariamente difícil y generalmente se basa en medidas indirectas. Los autores proponemos que la mejor forma de entender su ecología es a través del uso de marcadores genéticos y técnicas de genética de poblaciones y evolución molecular.

Tradicionalmente se considera que el hábitat natural de E. coli es el colon de mamíferos y aves (Selander, et al., 1987; Souza et al., 1999). En consecuencia, las E. coli ambientales se interpretan como resultado de contaminación fecal, y se sospechaba que no se podían reproducir en el medio exterior. Sin embargo, resultados recientes indican que existen cepas de E. coli que ocupan otros nichos diferentes al colon. Entre estas destacan las E. coli patógenas que pueden habitar en otras partes del tracto digestivo, en la sangre, en el tracto urogenital y en ambientes secundarios. Se ha encontrado que las cepas del desagüe y del agua son en general más diversas que las cepas obtenidas directamente de los hospederos. También se ha demostrado que las poblaciones acuáticas y del suelo pueden incrementar su densidad en el tiempo, indicando que crecen y sobreviven en estos ambientes externos (A. Cruz, Tesis en preparación). Estas investigaciones sugieren que las E. coli de vida libre no pueden ser explicadas en su totalidad por contaminación fecal (Pupo y Richardson, 1995; Parveen et al., 1999; A. Cruz y A. Valera, comunicación personal).

E. coli es una de las primeras especies bacterianas que coloniza al mamífero recién nacido, a partir del canal de parto y de las heces de su madre (Bettelheim, 1994). Las colonizaciones posteriores se deben generalmente a la ingestión de alimentos contaminados. Se ha calculado que la densidad de E. coli en el intestino grueso de los mamíferos y aves es de uno a diez millones de células por gramo de colon (Selander et al., 1987). Esto hace de E. coli un componente menor de la microbiota de esta parte del intestino, que es predominantemente anaerobia y donde la densidad bacteriana total se ha calculado de unas 1011 células por gramo de colon (Selander et al., 1987). En el intestino se estima que hay una bipartición al día, mientras que en medio de cultivo rico en el laboratorio se puede llegar a más de 6 biparticiones (Selander et al., 1987). Por otro lado, en condiciones bajas de nutrientes, como el agua y el lodo, el tiempo de bipartición es de alrededor del 10% de lo que se logra en el laboratorio (Madigan et al., 2000). Usualmente hay una cepa dominante de E. coli por hospedero, pero la aparición de nuevos genotipos indica que esta dominancia es sólo temporal. Esta dinámica poblacional se debe a procesos adaptativos, donde la mejor cepa desplaza a las demás (Caugant et al., 1983) o bien a procesos puramente aleatorios (deriva génica) (Madigan et al., 2000).

Con respecto a la competencia intraespecífica, las colicinas son capaces de destruir a cepas de la misma especie que no presentan el plásmido con la colicina en cuestión, ya que el plásmido le confiere inmunidad para su propia colicina. Estos compuestos destruyen funciones críticas celulares como la producción de ATP (Madigan et al., 2000).

En las bacterias la reproducción no está ligada a la sexualidad como en los eucariontes. Las bacterias se dividen por fisión binaria, lo que genera individuos clonales. Sin embargo, existen procesos parasexuales de transferencia horizontal de información genética que, aunados a las mutaciones, generan variabilidad en las poblaciones. Por lo tanto, una de las preguntas centrales en la genética de poblaciones bacterianas es el grado de clonalidad de las poblaciones y de las especies. Si las especies son muy clonales, están constituidas por una colección de linajes evolutivos independientes. En estos casos, es difícil hablar de especies, ya que no tenemos un acervo genético común. En el caso de clonalidad, se hace mucho más difícil aplicar la teoría y conceptos clásicos de genética de poblaciones, y la evolución va a estar dada por substituciones de linajes completos, ya sea por selección o por deriva génica. Por el contrario, si las especies bacterianas presentan altos niveles de recombinación, se obtienen poblaciones panmícticas y se pueden aplicar aproximadamente las ideas sobre poblaciones y especies que usamos en los organismos diploides. El problema fundamental es que en la mayor parte de las bacterias se encuentran en un punto intermedio: generalmente presentan gran cantidad de posibles mecanismos de recombinación, pero éstos no suceden en cada generación (i.e., la reproducción está desacoplada de la sexualidad). Además, es difícil tener estimadores directos del grado de sexualidad de las poblaciones bacterianas, y para estudiarlas se deben utilizar métodos indirectos derivados de la teoría de la genética de poblaciones.

Estudios clásicos sobre la estructura genética y clonalidad de E. coli revelaron altos niveles de variación genética dentro de sus poblaciones (Milkman, 1973), y han reportado valores de H que oscilan desde 0,47 (Selander y Levin, 1980) hasta 0,52 (Whittam, et al., 1983). La H es la medida de variación genética más utilizada en este tipo de estudios. Sus valores oscilan entre 0, si no hay variación, a un máximo de 1, donde cada individuo de la población presenta una forma alélica diferente (Selander et al., 1987; Souza et al., 1994). En estos análisis se encontraban relativamente pocos genotipos multiloci en relación a todos los genotipos posibles si las poblaciones fueran sexuales, sugiriendo que la especie es clonal. De hecho, inicialmente se estimó que el desequilibrio de ligamiento (esta es una medida estadística que es 0 si lo genotipos se encuentran en las proporciones que se esperan al azar a partir de las frecuencias alélicas de cada gene) de E. coli asociada a humanos y animales domésticos era cercano al máximo (D cercana a 1), indicando que sólo se encuentran unos cuantos genotipos de todos los posibles, o sea que no hay recombinación entre las cepas; (Selander y Levin, 1980). Al estimar indirectamente el parámetro de recombinación, se encontró que éste es muy bajo (c=10-9), es decir, sólo un orden de magnitud mayor que la tasa de mutación (µ= 10-10; Selander y Levin, 1980). La conclusión de los estudios clásicos es que la recombinación es un fenómeno raro en E. coli (Selander y Levin, 1980; Caugant et al., 1983; Selander et al., 1987; Dykhuzien y Green, 1991; Souza et al., 1992). A partir de estos datos, y usando la teoría de genética de poblaciones, se calculó un tamaño efectivo de la población (Ne) cercano a 107 (Whittam y Ake, 1993), el cual es relativamente bajo en relación al total de E. coli, que se ha estimado en 1020 (Milkman y Stolzfus, 1988), aunque suficientemente alto para asegurar que la selección sea una fuerza evolutiva dominante (Selander et al., 1987). La alta diversidad genética observada se podría explicar por selección periódica y adaptación a nichos particulares (Levin, 1981; Guttman, 1997). Por selección periódica se entiende el fenómeno en el cual un genotipo desplaza selectivamente a los otros presentes en la población. Esto sólo sucede si tenemos poblaciones asexuales, por lo que al surgir una mutación favorecida por la selección natural se reemplaza no sólo ese gen, sino el genotipo completo.

Los estudios citados sólo consideraban cepas asociadas a humanos, principalmente de Estados Unidos y Europa, y algunas cepas provenientes de animales en cautiverio. Este muestreo está sesgado y no se pueden conocer realmente a las poblaciones naturales de esta bacteria, y menos sus patrones evolutivos. Por esta razón iniciamos un estudio a largo plazo de la ecología evolutiva de E. coli, con un énfasis particular en poblaciones en hospederos silvestres. El primer paso fue organizar una colección de cepas de varios continentes (principalmente de América, Australia y Antártida) asociadas a mamíferos y aves silvestres, así como cepas del ambiente, incluyendo muestras del aire, agua y suelo. Esta colección cuenta actualmente con más de 2000 cepas y la denominamos IECOL (Instituto de Ecología, Colección de E. coli).

En un primer estudio utilizamos 201 cepas asociadas a mamíferos, en las que realizamos análisis de genética de poblaciones usando 12 genes polimórficos (alozimas). Estudiamos el uso de 12 azúcares, la resistencia a 6 antibióticos, sus serotipos, número y tamaño de sus plásmidos. Encontramos que la diversidad es aún más alta que la reportada a partir de cepas humanas (H=0,68). Asimismo, existe una mayor diversidad genética en las cepas de México que en las de Australia y cada grupo de organismos hospederos presenta principalmente cierto grupo de cepas relacionadas (Souza et al., 1999). Las cepas de mamíferos de México son las que presentan estadísticamente un menor desequilibrio de ligamiento (Souza et al., enviado). Eso indica que las E. coli asociadas a mamíferos no son tan clonales como sugerían los datos de cepas derivadas de humanos. Existen grupos de cepas, como las asociadas a los carnívoros, roedores y primates, donde la recombinación es más frecuente que en las cepas de hospederos con dietas muy específicas. Estimamos que el tamaño efectivo de E. coli, Ne, es de 5,3 x 109, o sea, dos órdenes de magnitud más alto que el calculado para aislados humanos en México (Whittam y Ake, 1993). Nuestro estimado del parámetro de recombinación (c), es de casi dos órdenes de magnitud mayor que la tasa de mutación (c = 9,81 x 10-9; µ= 2 x 10-10). Adicionalmente, encontramos cierto aislamiento geográfico, ya que la estimación de la tasa de migración es menor en la muestra global (m= 6,89 x 10-10) que dentro de México (m = 3,26 x 10-9).

Al estimar la tasa de recombinación comparando la congruencia entre genealogías de diferentes genes con los derivados del análisis de varios loci (alozimas y ribotipos; Lecointre et al., 1998), se observó que la recombinación intragénica e intergénica en E. coli es más importante que la mutación. En un estudio con secuencias de cuatro genes metabólicos, realizado con 50 cepas de la colección IECOL, encontramos que la diversidad genética y la recombinación intragénica son en general mayores en las cepas asociadas a animales que en las cepas asociadas a humanos (Peek et al., 2001; Peek et al. enviado). Esta diferencia es especialmente clara en el gen gapA, el cual parece haber sufrido una reducción en su diversidad al invadir al humano.

De esta forma, nuestro mejor muestreo y los nuevos estudios más detallados sugieren que la biología básica de E. coli es mucho más compleja e interesante de lo que los estudios clásicos indicaban. Existe una gran diversidad genética y ecológica, así como una alta recombinación e intercambio genético. Estos fenómenos permiten generar gran cantidad de genotipos a pesar de no suceder en cada generación. No sólo se mueven genes, sino que recombinan plásmidos y fragmentos de genes. Algunas de estas combinaciones resultan exitosas e invaden nuevos nichos ambientales o nuevos hospederos, y así continuamente están surgiendo nuevas variantes de E. coli que pueden llegar a ser muy competitivas, como por ejemplo, la patógena O157:H7. Esto genera una estructura poblacional con ecotipos y al mismo tiempo cepas que pueden vivir en gran cantidad de ambientes que antes se creían secundarios o atípicos para la especie.

Recientemente, el estudio de la mutación en microorganismos ha adquirido un perfil interesante. En parte debido a la controversia sobre la mutación dirigida (Lenski et al., 1989) y en parte por la propuesta reciente de Leclerc et al. (1996) de que las bacterias patogénicas como la O157: H7 presentan una tasa de mutación más alta que las no patogénicas. Según esta propuesta los errores en el sistema de reparación constituyen una adaptación para su estilo de vida, ya que les ayudaría a escapar al sistema inmune de sus hospederos. Esta idea ha sido muy debatida. Existen estudios de evolución experimental (Sniegowski et al., 1997) y simulaciones (de Visser et al., 1999; Taddei et al., 1997; Tenaillon et al., 1999) que indican que sólo en ciertas condiciones se puede evolucionar hacia tasas de mutación más altas que las mínimas posibles, especialmente en ambientes cambiantes y poblaciones pequeñas. En contraste, Kibota y Lynch (1996) presentan un modelo donde la hipermutabilidad siempre es inestable, ya que son más las mutaciones deletéreas que las que llevan al patógeno a adaptarse y escapar del ataque del hospedero. Recientemente Oliver et al. (2000) estudiaron a pacientes con fibrosis cística sujetos a varios años de altas dosis de antibióticos para combatir a Pseudomonas aeruginosa. Las P. aeruginosa de estos pacientes presentan un número significativamente mayor de hipermutantes que las asociadas a enfermos graves de otras enfermedades, por lo que proponen que la hipermutación es una adaptación que permite tanto resistir a los antibióticos como sobrevivir a la mucosa cambiante del pulmón del paciente con esta enfermedad. Nosotros estamos estudiando la tasa de mutación en parte de la colección IECOL que presentan la isla patogénica (LEE), y hemos detectado que la presencia de un gen particular de esta isla (intimina), está asociada con un ligero aumento en la tasa de mutación inducible.

El principal objetivo de nuestra colección IECOL es que funcione como una herramienta para entender la evolución de E. coli y que permita utilizar a esta bacteria como un organismo modelo del proceso evolutivo. Así, hemos explorado la evolución de un tipo particular de patogénesis, el cual es interesante por la estrecha relación que tiene las bacterias enteropatógenas (EPEC) con sus hospederos. Estas cepas causan un patrón característico de lesión localizada (A/E), en el cual las bacterias se adhieren al tejido y borran las vellosidades del intestino. Los genes asociados a esta lesión se encuentran tanto en un plásmido (EAF), como en el cromosoma en una isla patogénica (LEE; Donnenberg y Kaper, 1992).

En un dendrograma obtenido con alozimas de una muestra de 155 cepas de México, se localizó la presencia de varios genes relacionados con la lesión localizada (A/E): eae, espB (LEE), per y bfp (plásmido EAF) (Sandner et al., 2001; Rocha et al., enviado). Los genes eae y espB se pueden encontrar juntos, formando parte del LEE, o estar de manera independiente en las cepas de los animales sanos. Estos genes parecen tener otros papeles además de la patogénesis, ya que existe un predominio del gen espB en los animales con dietas especializadas, como son los ungulados, manatíes, ballenas y murciélagos. En contraste, el gen eae es más frecuente en las cepas asociadas a los conejos, armadillos y osos hormigueros. Ambos genes independientes se encuentran distribuidos por todo el dendrograma. Esto sugiere que eae y espB son genes antiguos en E. coli, y que tienen un papel en la asociación normal con su hospedero (Sandner et al., 2001). Encontramos que los genes eae y tir son sumamente variables en sus secuencias y que el gen espB es menos variable. Existe una asociación entre tipos de secuencias de eae y tir, aunque ésto no es claro con espB. Por otra parte, los genes plasmídicos per, bfp y eaf nunca se detectan en las cepas asociadas a animales silvestres y sólo se encuentran en las cepas enteropatógenas y enterohemorrágicas asociadas a humanos enfermos (Rocha et al., enviado), lo cual hace pensar que eventos de transferencia horizontal dieron lugar a este tipo de patogénesis.

A pesar de que E. coli es la bacteria mejor conocida del mundo, apenas comenzamos realmente a entender su ecología y su biología evolutiva. Es claro que E. coli es una bacteria muy diversa y que su genoma es muy dinámico. Además, no es el organismo clonal descrito en los primeros estudios de genética de poblaciones. Es una bacteria con una amplia y compleja sexualidad. Las combinaciones exitosas pueden dispersarse de manera epidémica en las poblaciones humanas o animales, dando una falsa señal de clonalidad.

Las diversas herramientas genéticas moleculares y de genética de poblaciones abren la posibilidad de realizar adecuados estudios ecológicos y evolutivos en poblaciones bacterianas. Estos estudios deben de estar basados en un sólido conocimiento de sus poblaciones naturales, su ecología y su biología. En nuestros estudios con la colección IECOL hemos tratado de avanzar en esta dirección en E. coli, y ponemos nuestra colección a la disposición de las personas interesadas en trabajar con ella.

Los autores agradecen las enseñanzas y discusiones de Richard Lenski y Alejandro Cravioto y el apoyo de Brandon Gaut, Rebecca Gaut y Andy Peek en la secuenciación de varios genes de E. coli y por sus valiosas discusiones; a A. Navarro, R. Cerritos, A. Valera, A. Cruz, L. Espinoza, y E. Mancera por su ayuda técnica y a quienes han ayudado en las colectas y el análisis discusión. Este trabajo fue financiado por los proyectos CONACYT 27557-M, 27983-N y DGAPA IN-218698.

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