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por Pablo Javier Piacente y Pablo Javier Piacente
13 Noviembre
2020
del Sitio Web
Tendencias21
Versión en ingles
Exactamente 12.556 nuevas especies de microbios han sido
identificadas, a partir de la expansión y análisis de los datos del
genoma microbiano.
Muestras ambientales en
todo el planeta permitieron trabajar con más de 52.000 genomas,
expandiendo la diversidad conocida de bacterias y arqueas en un 44%.
Más allá de los notables avances tecnológicos, la ciencia ha
descubierto hasta el momento solamente un pequeño porcentaje de la
diversidad microbiana de la Tierra.
Ahora, más de 12.000
nuevas tipologías de microbios se suman al catálogo disponible de
estos microorganismos, gracias a una investigación desarrollada por
especialistas del Instituto Conjunto del Genoma (JGI),
dependiente del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE).
Según un comunicado, este esfuerzo se enmarca en el catálogo GEM
(Genomes from Earth's Microbiomes), un proyecto concretado a
partir de la colaboración de más de 200 científicos e
investigadores.
La iniciativa busca
superar escollos en torno a la secuenciación del genoma microbiano,
ya que como la mayoría de los microbios no se pueden cultivar en
condiciones de laboratorio es imposible utilizar enfoques
tradicionales para secuenciar los genomas.
Sin embargo, identificar y caracterizar la diversidad microbiana
existente en el planeta es crucial para comprender el papel de estos
microorganismos en la regulación de los ciclos de nutrientes, así
como también para desarrollar potenciales aplicaciones en una
extensa gama de áreas de investigación científica y tecnológica.
¿Cómo lograron entonces
los especialistas avanzar en este propósito a pesar de las
limitaciones indicadas?
El enfoque elegido fue la
metagenómica, que básicamente es el
estudio de las comunidades microbianas en las muestras ambientales,
sin que sea necesario aislar organismos de forma individual.
Para
ello, los especialistas emplearon varios métodos de procesamiento,
secuenciación y análisis. Con esta metodología,
lograron ampliar la base de datos del genoma microbiano e
identificar 12.556 nuevas especies...
De acuerdo a Stephen Nayfach, uno de los responsables de la
investigación,
"pudimos reconstruir
miles de genomas ensamblados en metagenomas (MAG), directamente
a partir de muestras ambientales, sin que sea necesario cultivar
los microbios en el laboratorio.
Este estudio se destaca
principalmente de los esfuerzos anteriores por la notable
diversidad ambiental de las muestras que analizamos", expresó.
El Catálogo GEM
expande los órdenes de bacterias y arqueas como se ve en el árbol
filogenético,
con nuevos linajes de genomas no cultivados del Catálogo GEM (en
verde)
y genomas de referencia previamente existentes (en gris).
Alrededor del árbol filogenético, los gráficos de tiras indican si
un orden no está cultivado
(azul; representado solo por genomas ensamblados en metagenoma o
MAG)
o cultivado (gris; representado por un genoma aislado).
Los siguientes cuatro gráficos de bandas indican la distribución
ambiental,
mientras que el gráfico de barras indica el número de genomas
del Catálogo GEM recuperados de cada orden.
Crédito: Stephen Nayfach
Fuente
Diversidad
ambiental
Para obtener la diversidad ambiental buscada en la identificación de
los genomas microbianos y de las especies de microbios, se estudió
la gama más amplia de muestras y ambientes posible, incluyendo
suelos naturales y agrícolas, microbios hospedados por humanos y
animales, océanos y múltiples ambientes acuáticos.
El resultado es
contundente, en función de la cantidad y calidad de la nueva
información obtenida.
El camino hasta la identificación de las más de 12.000 nuevas
especies de microbios no fue para nada sencillo.
En un principio, el
equipo de investigadores tuvo que dividir la enorme cantidad de
datos obtenida en 18.000 grupos de especies candidatas, el 70% de
los cuales eran nuevas en comparación con los 500.000 genomas
existentes y disponibles hasta el momento.
Utilizando las técnicas más avanzadas en ciencia de datos y como si
el genoma microbiano fuera una gigantesca cebolla, los científicos
fueron "quitando capas" de información hasta poder reconocer e
identificar a las nuevas especies.
Gran cantidad
de aplicaciones
Todavía es complejo vislumbrar el impacto definitivo de este
descubrimiento, pero por ejemplo
Kostas Konstantinidis,
científico del Instituto de Tecnología de Georgia y uno de los
coautores del estudio, ya está utilizando el catálogo en su propia
investigación acerca de la forma en la que los microbios responden
al cambio climático.
"Con este conjunto de
datos puedo ver dónde se encuentra cada microbio y cuán
abundante es", indicó.
Al tratarse de un
esfuerzo a gran escala y que permite el acceso a nueva información
vital para el avance científico, la expansión del catálogo GEM y la
identificación de nuevas especies de microbios puede tener un gran
impacto en áreas como,
...entre muchas otras.
Referencia
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