"Malaspinomics" secuencia el genoma del océano profundo

El 60% de las especies de bacterias marinas colectadas son desconocidas

Un equipo de investigadores españoles coordinado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha comenzado a secuenciar el genoma del océano profundo global empleando más de 2.000 muestras de microorganismos recogidas en el Atlántico, el Índico y el Pacífico durante la expedición Malaspina. Esta colección de genómica microbiana marina, la primera del mundo a escala global, aportará nuevas claves sobre un reservorio de biodiversidad aún por explorar, ya que podría suponer el hallazgo de decenas de millones de genes nuevos en los próximos años.
Los trabajos de secuenciación, enmarcados en el proyecto Malaspinomics, se centran en los virus, bacterias y protistas que pueblan el océano hasta los 4.000 metros de profundidad. La mayor parte de la masa viva de los organismos marinos está compuesta por microorganismos. De ellos, un 72% habita el océano oscuro, a partir de los 200 metros de profundidad. No obstante, hasta ahora la secuenciación del ADN o ARN había quedado limitada casi exclusivamente a las aguas superficiales del océano.
Resultados preliminares de Malaspinomics revelan una cantidad ingente de especies desconocidas de microorganismos en el océano profundo, caracterizado por una actividad biológica intensa. En concreto, el 60% de las especies bacterianas del océano profundo detectadas mediante técnicas de secuenciación masiva son desconocidas.
“Malaspinomics supone un salto adelante porque estamos analizando por primera vez las muestras del océano profundo, cubriendo los grandes océanos. Los nuevos protocolos de secuenciación y de análisis permiten extraer bastante más información que en estudios previos, limitados a regiones concretas o a aguas superficiales, y a un nivel de resolución sin precedentes”, asegura el investigador del CSIC y coordinador de la expedición Malaspina Carlos Duarte.

Los investigadores ya han detectado bacterias capaces de degradar compuestos altamente tóxicos que se ha ido acumulando en el fondo marino. “Hemos descubierto bacterias con rutas metabólicas capaces de degradar metilmercurio derivado de la actividad humana. Otras bacterias, los metanotrofos, utilizan los productos de degradación de esos compuestos tóxicos como fuente de carbono y energía. La detección de estas plantas de reciclaje del océano profundo nos permite identificar aquellas regiones con mayor cúmulo de sustancias tóxicas y utilizar estas bacterias como biosensores del estado ecológico de un ambiente tan desconocido hasta ahora”, asegura Silvia Acinas, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar.
Los análisis se están llevando a cabo por un equipo que integra investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (CSIC), el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (mixto del CSIC y la Universidad de las Islas Baleares) y el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona. Cuentan también con la colaboración del MareNostrum (Centro Nacional de Supercomputación en Barcelona), el Joint Genome Institute (EE UU) y el European Molecular Biology Laboratory (Alemania).

Millones de genes nuevos

Para Josep Maria Gasol, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y líder del bloque de microorganismos de Malaspina, las muestras “son especialmente valiosas porque provienen de zonas científicamente poco estudiadas hasta ahora, como el Índico y el Pacífico Sur. Las evidencias más recientes sugieren que el océano profundo alberga bacterias activas y muy diversas, así como arqueas protistas, virus y zooplancton”.
“El número de especies marinas utilizadas como fuente de genes con interés comercial crece a un ritmo de un 12% anual. El potencial biotecnológico de los organismos marinos es inmenso y más aún en el océano profundo. Esperamos que los genes recolectados en Malaspina abran la puerta a múltiples aplicaciones biotecnológicas en campos como la bioenergía, la alimentación o la cosmética”, explica Jesús María Arrieta, investigador del CSIC en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados.
“Esta colección tiene un incalculable valor estratégico porque ningún país posee este tipo de muestras a escala global. Vamos a entregar a las bases de datos internacionales centenares de millones de genes nuevos con capacidades metabólicas hasta ahora desconocidas y con posibles aplicaciones. Cuando empezamos a gestionar Malaspina, no contábamos con que fuera posible secuenciar en España, pero ahora disponemos de la tecnología necesaria para llevarlo a cabo”, destaca Duarte.

La expedición Malaspina, un proyecto Consolider-Ingenio 2010 financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, comprende 27 grupos de investigación del CSIC, el Instituto Español de Oceanografía, 16 universidades españolas, un museo, una fundación pública de investigación y la Armada Española. La financiación total, en la que también han colaborado el CSIC y la Fundación BBVA, así como varias universidades españolas y organismos públicos de investigación, ronda los 6 millones de euros. La primera parte de Malaspinomics ha sido financiada por el Ministerio de Economía y Competitividad.