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Programa InfoSalud (Argentina)

Consorcio internacional identificó más de 12 mil nuevos grupos de microorganismos

Publicado em 27 novembro 2020

El mapeo realizado en diferentes ambientes alrededor del mundo aumenta en 44% la diversidad conocida de bacterias y las de su asociación con algas. Entre los más de 200 autores del estudio hay miembros del Centro de Investigación en Genómina Aplicada a Cambios Climáticos de la Unicamp

Agencia FAPESP ( Brasil )

André Julián

El suelo, los océanos, el cuerpo humano y de los animales tienen en común el estar habitados por millones de bacterias, hongos y otros microorganismos. Muchos de ellos son específicos de un lugar determinado y producen sustancias con las funciones más variadas. Conocer esas formas de vida, que pueden además vivir en lugares como cavernas, plantas, residuos o agua residual, por ejemplo, exige un inmenso esfuerzo científico y un paso importante se dió en ese sentido con la publicación de un estudio en Nature Biotechnology.

El trabajo encontró un total de 52.515 grupos de bacterias y arqueas, microorganismos que se sabe que viven en ambientes extremos, como volcanes y aguas termales. De estos, se estima que 12.566 pertenecen a posibles nuevos grupos, la mayoría con funciones aún desconocidas. El relevamiento genético se realizó con muestras tomadas en todos los continentes y contó con la participación de más de 200 investigadores de todo el mundo, incluido Brasil. También se encontraron 10.410 nuevos virus que tienen bacterias como huéspedes.

“Existe un buen conocimiento sobre el llamado microbioma, que es la comunidad de microorganismos y sus funciones en un ambiente. Lo que se conoce, sin embargo, proviene en gran parte de la microbiología clásica: era necesario aislar y cultivar en el laboratorio uno de estos microorganismos para luego realizar la secuenciación genética. Las nuevas herramientas bioinformáticas, sin embargo, están cambiando eso. Ahora podemos analizar una muestra de suelo, por ejemplo, y conocer el ADN de todo lo que hay”, explica Rafael Soares Correa de Souza, coautor del estudio y miembro del Centro de Investigación en Genómica Aplicada al Cambio Climático (GCCRC).

El GCCRC es un Centro de Investigación en Ingeniería (CPE) formado por la FAPESP y la Corporación Brasileña de Investigaciones Agropecuarias (Embrapa) en la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp).

El grupo Unicamp es parte del consorcio internacional Joint Genome Institute (JGI), en Berkeley, California, liderado por el Departamento de Energía de Estados Unidos. Investigadores brasileños proporcionaron muestras recolectadas en la región de Campos Rupestres, Serra da Canastra y Serra do Cipó, en Minas Gerais, para el estudio.

“Es una región donde las plantas se adaptan a condiciones altamente estresantes en cuanto a disponibilidad de minerales y nutrientes. Por eso, probablemente, los microorganismos cumplen funciones muy importantes, que pueden ser interesantes para ser aplicadas en otras regiones del planeta, por ejemplo ”, dice Souza.

Los datos de los 52.515 grupos de bacterias y arqueas se pueden descargar de forma gratuita desde la base de datos de microbiomas del consorcio, GEM (sigla en inglés para Genoma de los Microbiomas de la Tierra).

Sopa de ADN

Consorcios internacionales como el JGI posibilitan la realización de trabajos de esta magnitud, entre otras razones, porque pueden abastecer la enorme demanda de capacidad computacional que requiere este tipo de análisis. Secuenciar los genomas y procesar la inmensa masa de datos generados requiere de herramientas bioinformáticas altamente eficientes, que permitan organizar, entre varias secuencias de aminoácidos, de qué organismos forman parte.

Tras la individualización de estos genomas, se realiza la denominada anotación. En este proceso, los genomas se comparan con bases de datos de funciones que tienen otros microorganismos ya conocidos. Las similitudes en ciertas características indican que un microorganismo aún desconocido puede realizar una función similar.

“Si alguna de estas funciones resulta de interés para un grupo de investigación, puede intentar aislar este microorganismo en el laboratorio, cultivarlo y realizar estudios funcionales. En nuestro caso, buscamos microorganismos que ayuden a las plantas a capturar fósforo y otros nutrientes, fijación de nitrógeno, entre otras funciones que pueden ser importantes para incrementar la tolerancia de los cultivos agrícolas al cambio climático ”, explica Souza.

En esta etapa del estudio, se concluyó que la mitad de los genomas aún no tienen una función conocida. De ahí el potencial de estudios de este tipo para encontrar, por ejemplo, enzimas producidas por microorganismos que podrían aplicarse no solo en la agricultura, sino en las industrias de alimentos y bebidas, en el desarrollo de medicamentos, entre otras.

“Este tipo de mapeo no da los genomas completos y aún no tiene la mayor resolución posible. Sin embargo, es el primer paso para que se puedan realizar estudios más profundos. La mera existencia de este repositorio de genomas consolida, en un solo lugar, el conocimiento que antes estaba fragmentado. Con eso, se estimula la investigación en el área, ya que los datos pueden ser descargados y estudiados por cualquier investigador”, concluye el científico.

El artículo “Un catálogo genómico de los microbiomas de la Tierra” se puede leer en: www.nature.com/articles/s41587-020-0718-6.