RESUMO
The Aquificales species are presently believed to be the earliest branching lineage within Bacteria. However, the branching order of this group in different phylogenetic trees is highly variable and not resolved. In the present work, the phylogenetic placement of Aquificales was examined by means of a cladistic approach based on the shared presence or absence of definite signature sequences (consisting of conserved inserts or deletions) in many highly conserved and important proteins, e.g. RNA polymerase beta (RpoB), RNA polymerase beta (RpoC), alanyl-tRNA synthetase (AlaRS), CTP synthase, inorganic pyrophosphatase (PPase), Hsp70 and Hsp60. For this purpose, fragments of the above genes that contained the signature regions were cloned from different Aquificales species (Calderobacterium hydrogenophilum, Hydrogenobacter marinus, and Thermocrinis ruber) and the sequence data were compared with those available from all other species. The presence in Aquificales species of distinctive inserts in Hsp70 and Hsp60 that are not found in any Firmicutes, Actinobacteria, or Thermotoga-Clostridium species excluded them from these groups of Bacteria. The shared presence of prominent indels in the RpoB (>100 amino acids), RpoC (>100 amino acids) and AlaRS (4 amino acids) proteins, which are only found in the various Aquificales species, the Chlamydiae, the CFBG (Cytophaga-Flavobacteria-Bacteroides-green sulfur bacteria) group, and Proteobacteria, strongly suggests their placement within these groups of Bacteria. A specific relationship between Proteobacteria and Aquificales is suggested by the presence in inorganic pyrophosphatase of a 2-amino-acid insert that is uniquely found in these phyla. However, the Aquificales species lacked a number of other protein signatures (e.g. indels in CTP synthase and Hsp70) that are characteristic of Proteobacteria, indicating that they constitute a distinct phylum related to Proteobacteria. These results provide strong and consistent evidence that the Aquificales diverged after the branching of Firmicutes, Actinobacteria, Thermotoga, Deinococcus-Thermus, green nonsulfur bacteria, Cyanobacteria, Spirochetes, Chlamydiae, and CFBG group, but before the emergence of the Proteobacteria (AU)
Actualmente se cree que las especies de Aquificales son las que primero se separaron dentro del dominio Bacteria. No obstante, el orden de ramificación de este grupo no está resuelto y en los diferentes árboles filogenéticos es altamente variable. En este trabajo hemos examinado la posición filogenética de Aquificales mediante un enfoque cladístico basado en la presencia o ausencia de secuencias signatura definidas (consistentes en adiciones o deleciones conservadas) en muchas proteínas importantes y muy conservadas, como son la RNA polimerasa Beta (RpoB), la RNA polimerasa Beta´ (RpoC), la alanil-tRNA sintetasa (AlaRS), la CTP sintasa, la pirofosfatasa inorgánica (PPasa), Hsp70 y Hsp60. Con este objeto, se clonaron fragmentos de los genes de las proteínas enumeradas que contenían las regiones signatura provenientes de diferentes especies de Aquificales (Calderobacterium hydrogenophilum, Hydrogenobacter marinus y Thermocrinis ruber) y se compararon las secuencias con las disponibles del resto de las especies. La presencia de insertos distintivos en las proteínas Hsp70 y Hsp60 de las especies de Aquificales, no presentes en ninguna especie de Firmicutes, Actinobacteria o Thermotoga-Clostridium, las excluyen de estos grupos del dominio Bacteria. La presencia compartida de importantes inserciones-deleciones en las proteínas RpoB (>100 aa), RpoC (>100 aa) y AlaRS (4 aa) que sólo se encuentran en varias especies de Aquificales, así como de Clamidias, el grupo CFBG (Cytophaga-Flavobacterias-Bacteroides-Bacterias verdes del azufre) y las Proteobacterias indica su pertenencia a estos grupos de Bacteria. Un inserto de 2 aa en la pirofosfatasa inorgánica, únicamente presente en los genes homólogos de Aquificales y Proteobacterias, parece indicar una relación específica entre estos dos fílums. No obstante, las especies de Aquificales carecen de algunas otras signaturas de proteínas (por ejemplo, los indeles en CTP sintasa y Hsp70) características de las Proteobacterias, lo cual indica que constituyen un fílum separado pero relacionado con las Proteobacterias. Estos resultados prueban intensa y consistentemente que las Aquificales se separaron después de la ramificación de los grupos Firmicutes, Actinobacterias, Thermotoga, Deinococcus-Thermus, Bacterias verdes del azufre, Cianobacterias, Espiroquetas y Clamidias-CFBG, pero antes de la emergencia de las Proteobacterias (AU)