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Descubren 12.000 nuevas especies de microbios

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.

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 la medicina, la biotecnología o las ciencias ambientales, entre muchas otras.

Referencia

Genomic Catalog of Earth’s Microbiomes. Nayfach S et al. Nature Biotechnology (2020).DOI:https://doi.org/10.1038/s41587-020-0718-6

Foto:

Para el estudio se utilizaron datos e imágenes de muestras de algas. Crédito: Erica Young.

Video y podcast: editados por Pablo Javier Piacente en base a elementos y fuentes libres de derechos de autor.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

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