Este catálogo de ADN oceánico con 317,5 millones de grupos de genes de distintos microorganismos marinos, es el resultado es el resultado del mayor estudio sobre el material genético de los océanos.
Creada por científicos de España y Arabia Saudita, la base de datos de código libre del genoma oceánico global, la más grande y completa presentada hasta la fecha, relaciona los microbios marinos con la función genética, la ubicación geográfica y el tipo de ecosistema (hábitat).
Ofrece también una gama aplicaciones para la innovación biotecnológica en sectores como la medicina, la energía y la alimentación; así como la posibilidad de descubrir el papel de los microbios marinos en la mitigación del calentamiento global y la salvaguarda de la salud humana y planetaria.
La nueva base de datos, denominada Catálogo Global de Genes Oceánicos 1.0 está disponible, de manera gratuita, en la Plataforma de Análisis Metagenómico, llamada KMAP, de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST) en Arabia Saudita.
Catálogo de ADN oceánico revela la variedad de microbios marinos
El océano es el hábitat más grande del mundo, pero aún se desconoce gran parte de su biodiversidad, por lo que esta investigación sobre el ADN oceánico, la mayor realizada hasta ahora y publicada en Frontiers in Science a comienzos de 2024, ha descubierto la rica variedad de microorganismos que se encuentran en la zona crepuscular, la parte de los océanos que están fuera del alcance de la luz solar.
Los científicos escanearon y analizaron las secuencias de ADN de 2.102 muestras oceánicas tomadas en diferentes profundidades y lugares de todo el mundo, durante viajes de exploración que incluyen las expediciones de cuatro años Tara Oceans, iniciada en 2009, y Circunnavegación Malaspina de 2010.
Mediante la infraestructura informática avanzada KMAP (Plataforma de Análisis Metagenómico) se identificaron 317,5 millones de grupos de genes. De estos, más de la mitad podrían clasificarse según el tipo de organismo y función genética. Luego se comparó esa información con la ubicación de la muestra y el tipo de hábitat, dando como resultado el Catálogo Global de Genes Oceánicos 1.0 que proporciona información, sin precedentes, sobre qué microbios viven en ese gran cuerpo de agua, dónde y qué hacen.
“Este logro refleja la importancia crítica de la ciencia abierta. La creación del catálogo sólo fue posible gracias a ambiciosas expediciones de navegación globales donde se recolectaron las muestras y al intercambio del ADN de las muestras en el Archivo Europeo de Nucleótidos de acceso abierto. Continuamos con estos esfuerzos al hacer que el catálogo esté disponible gratuitamente”, señaló unos de los autores principales del estudio Carlos Duarte, especialista en oceanografía biológica y ecología marina de la KAUST.
Los hongos son más del 50% de los organismos identificados
Los datos contenidos en el catálogo de ADN oceánico se centran en los microbios marinos, organismos que tienen un gran impacto en la vida humana por su influencia en la salud de los océanos y el clima de la Tierra.
Más del 50% de los distintos grupos de genes identificados en la zona mesopelágica o crepuscular, localizada entre los 200 y 1.000 metros bajo la superficie, corresponden a los hongos. Un hallazgo que destaca su contribución a la diversidad microbiana y su papel en el ciclo elemental del océano. Además de la posibilidad que ofrecen para el desarrollo y la producción de nuevos medicamentos similares a la penicilina.
Otro descubrimiento importante del este estudio sobre el ADN oceánico se relaciona con los virus y su rol en el desarrollo de las distintas especies. “Los virus se insertan y mueven genes de un organismo a otro. Eso significa que los virus crean biodiversidad genómica y eso acelera su evolución”, explicó Duarte.
Al respecto el científico dio un ejemplo que ilustra el resultado de esa aceleración que permite a los organismos descomponer el plástico. “Pueden degradar polímeros sintéticos, derivados de hidrocarburos, que son muy recientes como contaminantes en el océano, lo que demuestra que la evolución se produjo en unas pocas décadas”, dijo.
Posibilidades infinitas
Infografía de Azti
Más allá de ampliar nuestra comprensión del microbioma oceánico y sus capacidades metabólicas, el nuevo catálogo del ADN oceánico ofrece una diversidad de aplicaciones; establece una base para rastrear la influencia del calentamiento global, la contaminación y otros cambios en la salud de los océanos; así como una herramienta de exploración de los recursos genéticos marinos para descubrir nuevos genes con usos potenciales en la medicina, la energía y la alimentación, entre otras áreas.
“Los científicos pueden acceder al catálogo de forma remota para investigar cómo funcionan los diferentes ecosistemas oceánicos, rastrear el impacto de la contaminación y el calentamiento global, y buscar aplicaciones biotecnológicas como nuevos antibióticos o nuevas formas de descomponer los plásticos. ¡Las posibilidades son infinitas!”, afirma Carlos Duarte, especialista en oceanografía biológica y ecología marina de la KAUST.
Sin embargo, los autores de la investigación resaltan la necesidad de continuar tomando muestras profundidades del mar y el fondo del océano, áreas poco estudiadas. Este catálogo es un primer paso hacia el desarrollo de un atlas del genoma oceánico global, cuyo objetivo es documentar cada gen de cada especie marina en todo el mundo, desde bacterias y hongos hasta plantas y animales.
“Nuestro análisis destaca la necesidad de seguir tomando muestras de los océanos, centrándose en áreas que están poco estudiadas. Además, dado que el océano cambia constantemente, tanto debido a la actividad humana como a los procesos naturales, el catálogo necesitará una actualización continua”, afirma Elisa Laiolo, otra de las autoras y profesora de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST).
Con información de Frontiers in Science (Estudio), Frontiers in Science (Artículo) y The Guardian
Fotografías de Frontiers in Science, The Guardian, RT Noticias, Andalucía Información y Azti
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