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"Los microbios están en todas partes"

Placa de Petri con colonias de levadura, hongos
GEORGIA TECH
Publicado 03/11/2017 7:13:45CET

   MADRID, 3 Nov. (EUROPA PRESS) -

   En el 'Earth Microbiome Project', un extenso equipo global codirigido por investigadores de la Universidad de California en San Diego, el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, la Universidad de Chicago y el Laboratorio Nacional Argonne, en Estados Unidos, han recogido más de 27.000 muestras de numerosos y diversos entornos en todo el mundo. Estos expertos analizaron las colecciones únicas de microbios, los microbiomas, que viven en cada muestra para generar la primera base de datos de referencia de las bacterias que colonizan el planeta.

   Gracias a los protocolos recientemente estandarizados, los métodos analíticos originales y el intercambio abierto de datos, el proyecto seguirá creciendo y mejorando a medida que se agreguen nuevos datos. El documento que describe este esfuerzo, que se publica en la edición de este miércoles de 'Nature', fue coescrito por más de 300 investigadores de más de 160 instituciones en todo el mundo.

   El 'Earth Microbiome Project' fue fundado en 2010 por Rob Knight, profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego y director del Centro para la Innovación de Microbiomas en UC San Diego; Jack Gilbert, profesor y director del Centro de Microbioma de la Universidad de Chicago y líder del grupo en Ecología Microbiana en el Laboratorio Nacional Argonne; Rick Stevens, director de laboratorio asociado en el Laboratorio Nacional Argonne y profesor y miembro senior de la Universidad de Chicago; y Janet Jansson jefa de investigación en Biología del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico.

   "Las potenciales aplicaciones de esta base de datos y los tipos de preguntas de investigación que ahora podemos hacer son casi ilimitadas --subraya Knight--. Aquí hay solo un ejemplo: ahora podemos identificar de qué tipo de entorno proviene una muestra en más del 90 por ciento de los casos, simplemente conociendo su microbioma, o los tipos y cantidades relativas de microbios que viven en ella. Eso podría información útil para análisis forenses en la escena del crimen, como en 'CSI'".

   El objetivo del proyecto 'Earth Microbiome' es muestrear la mayor cantidad posible de comunidades microbianas de la Tierra para avanzar en la comprensión científica de los microbios y sus relaciones con su entorno, incluidas las plantas, los animales y los seres humanos.

   Esta tarea requiere la ayuda de científicos de todo el mundo. Hasta ahora, el proyecto abarca siete continentes y 43 países, desde el Ártico hasta la Antártida, y más de 500 investigadores han contribuido a la recolección de muestras y datos. Los miembros del proyecto están utilizando esta información como parte de aproximadamente 100 estudios, la mitad de los cuales han sido publicados en revistas revisadas por pares.

   "Los microbios están en todas partes", subraya el primer autor Luke Thompson, quien asumió el puesto de gerente de proyectos mientras era investigador postdoctoral en el laboratorio de Knight y actualmente es científico asociado en la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos. "Sin embargo, antes de esta empresa masiva, se identificaron principalmente cambios en la composición de la comunidad microbiana al centrarse en un tipo de muestra, una región a la vez. Esto dificultaba la identificación de patrones en entornos y geografías para inferir principios generalizados".

"CÓDIGOS DE BARRAS" PARA IDENTIFICAR TIPOS DE BACTERIAS

   Los miembros del proyecto analizan la diversidad bacteriana entre diversos entornos, geografías y químicas mediante la secuenciación del gen 16S ARNr, un marcador genético específico para bacterias y sus parientes, las arqueas. Las secuencias de ARNr 16S sirven como "códigos de barras" para identificar diferentes tipos de bacterias, lo que permite a los investigadores rastrearlas a través de muestras de todo el mundo.

   Los investigadores de 'Earth Microbiome' también utilizaron un nuevo método para eliminar los errores de secuencia en los datos, permitiéndoles obtener una imagen más precisa del número de secuencias únicas en los microbiomas. Dentro de este primer lanzamiento de datos, el equipo de este proyecto identificó alrededor de 300.000 secuencias de ARNr 16S microbianas únicas, casi el 90 por ciento de las cuales no tienen coincidencias exactas en las bases de datos preexistentes.

   Las secuencias de ARNr 16S preexistentes son limitadas porque no fueron diseñadas para permitir a los científicos agregar datos de una manera que sea útil para el futuro. El coautor del proyecto, Jon Sanders, investigador postdoctoral en el laboratorio de Knight, compara la diferencia entre estas otras bases de datos y el proyecto 'Earth Microbiome' con la diferencia entre una guía telefónica y Facebook.

   "Hay grandes franjas de diversidad microbiana que quedan por catalogar. Sin embargo, hemos 'recapturado' aproximadamente la mitad de todas las secuencias bacterianas conocidas --afirma Gilbert--. Con esta información, los patrones en la distribución de los microbios de la Tierra ya están surgiendo". A su juicio, una de las observaciones más sorprendentes es que las secuencias únicas 16S son mucho más específicas para entornos individuales que las unidades típicas de especies utilizadas por los científicos.

   La diversidad de entornos muestreados por el Proyecto Microbioma de la Tierra ayuda a demostrar cuánto medio ambiente local da forma al microbioma. Por ejemplo, los microbiomas de la piel de los cetáceos (ballenas y delfines) y peces son más similares entre sí que lo que son para el agua en la que nadan, por el contrario, la sal en microbiomas de agua salada los hace diferente de los del agua dulce, pero son más similares entre sí que con la piel de animales acuáticos.

   En general, los microbiomas de un huésped, como un humano o un animal, eran bastante distintos de los microbiomas de vida libre, como los que se encuentran en el agua y el suelo. Por ejemplo, los microbiomas de vida libre fueron mucho más diversos, en general, que los microbiomas asociados al huésped.

   "Estos patrones ecológicos globales ofrecen solo un vistazo de lo que es posible con un muestreo coordinado y acumulativo --afirma Jansson--. Se necesita más muestreo para tener en cuenta factores como la latitud y la elevación, y para rastrear los cambios ambientales a lo largo del tiempo. Este proyecto proporciona un recurso para la exploración de innumerables preguntas y es un punto de partida para la adquisición guiada de nuevos datos para contestarlas."

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