Cápsulas de Petri con diferentes cultivos de especies de microbios

Un equipo de investigadores llevó a cabo un análisis minucioso de muestras de todo el mundo y encontró 12,556 nuevas especies de microbios que nunca antes se habían secuenciado en laboratorio.

Los hallazgos, publicados en la revista Nature Biotechnology, confirman que nuestro conocimiento sobre microorganismos en la Tierra aún es limitado. Pero sobre todo, amplía la diversidad filogenética conocida de bacterias y arqueas en un 44 por ciento, según los autores.

Limitaciones de los cultivos de laboratorio

Cápsula de Petri sobre la tierra con fluidos y una rana mirando a las hojas.
Los cultivos de laboratorio permiten secuenciar genomas, pero las muestras del ambiente pueden revelar nuevas especies de microbios aún no identificadas.

La placa de Petri es ese instrumento de laboratorio en el que se llevan a cabo los cultivos de variedades de microbios. Aunque hay que mantener las medidas de seguridad para evitar accidentes y enfermedades, el proceso es bastante simple. Frotar cualquier cosa en ella y dejarla reposar durante unos días en una habitación cálida (a temperaturas idóneas para la proliferación microbiana).

Este procedimiento es bastante útil para identificar o estudiar los microorganismos de determinadas muestras. Pero siendo realistas, estos no necesariamente sean todos los que recoge el hisopo que se frota en las placas. De hecho, los microbios que allí quedan solo son los que pudieron prosperar bajo dichas condiciones. Es probable que el hisopo se llevara muchos otros.

Esto quiere decir que quizás existen muchos más microorganismos de los que estamos seguros hasta ahora. Por esta razón, un equipo internacional de investigadores unió fuerzas para estudiar con mayor amplitud el microbioma en nuestro planeta y confirmar o ampliar la base de datos actual.

Metagenomas, una alternativa para identificar nuevas especies de microbios

Antes de continuar, conviene hablar un poco sobre los metagenomas, un término que hace referencia a todo el material genético que aloja una muestra tomada del ambiente. Partiendo de estos, extraen ADN, lo clonan y luego lo secuencian utilizando pequeñas hebras de genoma.

El equipo consultó una enorme base de datos que incluía más de 10,000 metagenomas procedentes de diversos hábitats en todos los continentes y océanos de la Tierra. Esto también abarcó metagenomas extraídos de huéspedes humanos y animales, suelos naturales y agrícolas.

“Realizamos ensamblaje metagenómico y agrupamiento en 10,450 metagenomas distribuidos globalmente de diversos hábitats, incluidos el océano y otros entornos acuáticos, entornos asociados con huéspedes humanos y animales, así como suelos y otros entornos terrestres, para recuperar 52,515 genomas ensamblados en metagenomas”.

Más de 12,000 nuevas especies de bacterias y arqueas

Gracias a esta técnica metagenómica, los investigadores pudieron reconstruir miles de genomas a partir de muestras ambientales secuencias sin necesidad de recurrir a cultivos de laboratorio. Fue así como completaron un catálogo de 12,556 nuevas especies de microbios; concretamente, bacterias y arqueas que nunca se han cultivado en un laboratorio por el método descrito anteriormente.

El genetista del DOE Joint Genome Institute y primer autor del estudio, Stephen Nayfach, destaca que este estudio es relevante por la “notable diversidad ambiental de las muestras” que analizaron.

A pesar de ello, es importante resaltar que, aunque este método les permitió identificar miles de microbios nuevos, no es tan bueno como un cultivo de bacterias y arqueas en un laboratorio. Estodebido a que el reagrupamiento puede mezclar algunas partes del genoma entre las especies bacterias y puede que en el proceso se pierdan partes del mismo.

“Si bien estos genomas preliminares son imperfectos, aún pueden revelar mucho sobre la biología y la diversidad de microbios no cultivados”, concluye el autor.

Ahora bien, no es la primera vez en la historia que el equipo encuentra microbios usando la técnica metagenómica. En 2018, por ejemplo, los científicos descubrieron 16 virus gigantes gracias a esta; y más atrás, en 2017, los científicos encontraron 20 nuevas ramas evolutivas en el árbol de la vida.

Referencia:

A genomic catalog of Earth’s microbiomes. https://www.nature.com/articles/s41587-020-0718-6