MADRID, 14 Jun. (EUROPA PRESS) -
El número de microbios en un puñado de tierra supera el número de estrellas en la galaxia de la Vía Láctea, pero los investigadores saben menos de lo que hay en la Tierra porque sólo recientemente han tenido las herramientas para explorar profundamente lo que está justo debajo. Ahora, científicos del Instituto de Genoma Conjunto del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE JGI, por sus siglas en inglés), han dado un paso decisivo para descubrir la diversidad microbiana del planeta.
En un artículo que se publica este lunes en 'Nature Biotechnology', el doctor Nikos Kyrpides y su equipo de investigadores detallan 1.003 genomas filogenéticamente diversos de referencia bacteriana y de arqueas. "Las bacterias y las arqueas constituyen la mayor cantidad de biodiversidad de organismos libres en la Tierra -afirma Kyrpides, autor principal del documento--. Ya han conquistado todos los ambientes del planeta, por lo que han encontrado formas de sobrevivir bajo las más duras condiciones con diferentes enzimas y con diferentes bioquímicos".
El Departamento de Energía de los Estados Unidos está interesado en aprender más sobre esta biodiversidad porque los microbios juegan un papel importante en la regulación de los ciclos biogeoquímicos de la Tierra, procesos que gobiernan la circulación de nutrientes en ambientes terrestres y marinos, por ejemplo. Descubrir las funciones de genes, enzimas y vías metabólicas a través de la secuenciación y el análisis del genoma tiene amplias aplicaciones en los campos de la bioenergía, la biomedicina, la agricultura y las ciencias ambientales.
El esfuerzo es parte de la iniciativa genética del genoma de las bacterias y arqueas (GEBA, por sus siglas en inglés) del DOE JGI que trabaja para secuenciar millares de genomas bacterianos y de arqueas para llenar las ramas inexploradas del árbol de la vida. "Además de identificar más de medio millón de nuevas familias de proteínas, este esfuerzo ha más que duplicado la cobertura de la diversidad filogenética de todos los tipos de cepas con secuencias del genoma", señala el coprimer autor del artículo, Supratim Mukherjee, biólogo computacional de DOE JGI.
DIEZ AÑOS DE TRABAJO
La publicación de estos genomas es la culminación de casi una década de trabajo, con los primeros 56 genomas de GEBA publicados en 2009. Los microorganismos fueron aislados de ambientes que van desde el agua de mar y el suelo, a las plantas, y el rumen de la vaca y las tripas de las termitas. La secuenciación y el análisis del genoma se realizaron en el DOE JGI a través del 'Community Science Program' y los 1.003 genomas están disponibles públicamente a través del Sistema de Microorganismos Microbianos Integrados (IMG/M), con todos los metadatos asociados en conformidad con elGenomics Standards Consortiu disponible a través de la base de datos Genomes OnLine.
De hecho, todos estos genomas fueron publicados inmediatamente después de la secuenciación para maximizar su uso por la comunidad científica más grande, de acuerdo con la práctica del DOE JGI de liberación inmediata de datos, subraya la coautora Tanja Woyke, jefa del 'Microbial Genomics Program' de DOE JGI.
Con el lanzamiento de la información genómica de alta calidad de los 1.003 genomas de referencia, DOE JGI está proporcionando una gran cantidad de nuevas secuencias para los científicos interesados en experimentos como la caracterización de metabolitos secundarios biotecnológicamente relevantes o el estudio de enzimas que funcionan bajo condiciones específicas.
Debido a que el equipo de investigación de Kyrpides secuenció tipos de cepas que están fácilmente disponibles en colecciones de cultivos, los científicos pueden llevar a cabo experimentos de seguimiento con ellos en el laboratorio, añade. "La asociación con centros de recolección de cultivos como el Instituto Leibniz DSMZ en Alemania y el Centro Mundial de Bio-recursos ATCC en Estados Unidos fue fundamental para llevar a cabo este esfuerzo", destaca Kyrpides.
Aunque es evidente que las bacterias pueden impulsar innovaciones en la biotecnología, como la especie 'Streptococcus pyogenes', que produce la proteína Cas9 que funciona como las "tijeras" en el la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9 herramienta, los científicos apenas han comenzado a descubrir el lado oculto que existe dentro de la amplia diversidad genética de bacterias y arqueas.
