Secuenciado el genoma de un nuevo organismo marino tropical

Investigadores alemanes y estadounidenses han logrado secuenciar el genoma de Lyngbya majuscula (L. majuscula), un organismo marino tropical capaz de generar sustancias con propiedades terapéuticas para afecciones humanas como por ejemplo las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer. El estudio se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).


Las cianobacterias filamentosas del género Lyngbya desempeñan una función crucial en el ciclo del carbono global. Los ecosistemas de los arrecifes de coral se benefician de su actividad, pues son capaces de generar cubiertas dominantes e influir en la salud de otros organismos en el mismo hábitat. Sin embargo, estas variedades también pueden ser nocivas e impedir el crecimiento sano de los arrecifes de coral, en cuyo caso provocan una úlcera cutánea que los expertos en la materia denominan dermatitis esquistosomiásica.

Algunas cepas de Lyngbya son también una fuente excelente de metabolitos secundarios bioactivos, pero sus afloraciones pueden resultar peligrosas para otros organismos. Sobre la utilidad de estas variedades no se posee tanta información, sobre todo genómica o referente a la relación con otras bacterias, situación que deja perplejos a muchos investigadores sobre lo que son o no capaces de hacer. La obtención de información al respecto podría conducir al desarrollo de productos naturales con los que diseñar tratamientos nuevos.

«Estos compuestos han cobrado una atención considerable debido a sus aplicaciones farmacéuticas y biotecnológicas, pero también destacan por su toxicidad medioambiental y el peligro que representan para humanos, ganado y animales salvajes», explican los autores.

Gracias a este trabajo, en el que se realizaron una amplificación genómica a partir de una única célula y descripción de metabolitos, se logró desentrañar un entramado de genes. Esto impulsó al equipo a considerar que este organismo posee la capacidad de adaptarse a condiciones cambiantes del entorno marino.

Los resultados también pusieron de manifiesto algunas debilidades de la variedad. El equipo advirtió, por ejemplo, que L. majuscula no posee los genes necesarios para realizar la fijación de nitrógeno, a pesar de los indicios hallados acerca de la capacidad de esta especie para fijar dicho elemento.

«Es posible que variedades de L. majuscula registradas como fijadoras de nitrógeno se hayan identificado erróneamente debido a que son muy similares a otras especies de cianobacterias filamentosas. Además hemos descubierto que esta variedad marina no parece capaz de fijar nitrógeno por sí misma», aclaró Emily Monroe, una de las autoras del estudio y postdoctorando del Laboratorio Gerwick del Instituto Scripps de Oceanografía, perteneciente al Centro de Biomedicina y Biotecnología Marina (CMBB, Estados Unidos). «Esta característica podría suponer una distinción entre variedades de agua marina y dulce en lo que hoy se conoce como Lyngbya.»

A pesar de estos descubrimientos sin precedentes, es necesario profundizar en la investigación y examinar más de 250 compuestos atribuidos a variedades marinas de Lyngbya de los cuales el 75% está relacionado con L. majuscula. El equipo también descubrió que esta variedad genera sólo una cantidad pequeña de productos naturales.

«Esta variedad en concreto no produce tantos [productos naturales] como creíamos que fuera posible, lo que apunta a que muchas de las moléculas interesantes descubiertas hasta la fecha están repartidas entre múltiples organismos», explicó el Dr. Adam Jones del CMBB, autor principal del estudio. «La conclusión que sacamos es que no todas las cepas marinas de Lyngbya son iguales.»

Por su parte, Lena Gerwick del CMBB y coordinadora del proyecto expuso: «Esto puede modificar la forma en la que observamos el entorno y aportar nuevas formas de identificación de organismos. Tal vez logremos invertir el método y utilizar los compuestos que generan como una nueva forma de determinar a qué especie pertenecen.»

En el estudio participaron también investigadores de la Universidad de Friburgo, el Instituto Max Planck de Genética Molecular y el Centro del Genoma de Colonia del Instituto Max Planck de Investigación sobre Fitogenética (todos en Alemania).

Para más información, consulte:

PNAS


CMBB («Centro de Biomedicina y Biotecnología Marina del Instituto Scripps de Oceanografía»):

Fuente: PNAS; CMBB
Documento de Referencia: Jones, A.C., et al. (2011) Genomic insights into the physiology and ecology of the marine filamentous cyanobacterium Lyngbya majuscula. PNAS, publicado el 9 de mayo. DOI: 10.1073/pnas.1101137108