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Hallan nuevas bacterias en esponjas marinas adaptadas al estilo de vida simbiótica y a las bajas temperaturas del océano Austral

Por La Prensa Austral Jueves 26 de Agosto del 2021

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– El estudio permite desmitificar la creencia de microorganismos que solo son perjudiciales y causan enfermedades, pues, en el caso de las esponjas marinas, las ayudan a adaptarse y sobrevivir. El análisis genómico de las cepas permitió clasificarlas además en dos nuevos géneros de bacterias: Sporosarcina y Nesterenkonia.

Investigadores polares pertenecientes al Programa Nacional de Ciencia Antártica (Procien) encontraron, luego de un detallado estudio, que cuatro de las cinco bacterias analizadas de esponja antártica lophon corresponden a especies nuevas, no descritas anteriormente, lo que contribuye a aumentar la disponibilidad de genomas bacterianos poco representados en las bases de datos públicas.

Así lo informó el Instituto Antártico Chileno, a través de un comunicado en el cual entrega mayores antecedentes sobre este trabajo investigativo y las primeras conclusiones que derivan los científicos de esta indagatoria.

Mario Moreno, investigador de la Pontificia Universidad Católica de Chile y de la Universidad Mayor, apunta que “las bacterias analizadas poseen funciones que les permiten habitar el tejido de la esponja y además adaptarse a las condiciones de frío del ambiente marino antártico. En este sentido, nosotros sugerimos que las bacterias analizadas tienen un estilo de vida doble, es decir, pueden vivir en asociación con la esponja y pueden vivir de forma libre en el mar antártico”.

Las esponjas marinas establecen una de las relaciones simbióticas más basales y complejas de microorganismos, dada una comunidad microbiana asociada a ellas que es dominada principalmente por bacterias. Estas realizan múltiples procesos metabólicos, incluyendo el procesamiento de desechos provenientes de la esponja, la síntesis de vitaminas y la transformación de nutrientes claves para el ecosistema.

Los resultados de la investigación comentada se encuentran enmarcados en el proyecto denominado “Estudio del potencial funcional de los microorganismos asociados a las esponjas antárticas: evaluando las características particulares de este ecosistema”, financiado por el Fondo de Apoyo a Tesis de Postgrado en Temas Antárticos, del Instituto Antártico Chileno (Inach). Los científicos propusieron estudiar los determinantes moleculares que median el estilo de vida simbiótico de cinco aislados bacterianos, obtenidos de la esponja antártica Iophon sp.

También se realizó la secuenciación del genoma completo y el análisis de genómica comparativa. El análisis genómico de las cepas permitió clasificarlas en tres géneros de bacterias: Sporosarcina, Cellulophaga y Nesterenkonia. Moreno agregó que, en términos generales, existe una menor cantidad de genomas obtenidos de bacterias que habitan el ecosistema marino antártico, lo que implica que, al estudiar la diversidad microbiana en este ambiente, lograron entenderla aún con limitaciones.

Asimismo, el investigador antártico dice que ahondar en la descripción genómica de bacterias nuevas facilita la comprensión del posible rol funcional que cumplirían los microorganismos en las esponjas marinas que habitan el ecosistema marino antártico. “Es importante comprender la diversidad microbiana desde la mirada de la microbiología ambiental, además de aportar a desmitificar el rol de los microorganismos como patógenos responsables de distintas enfermedades y permite estudiarlos como parte de un ecosistema entrelazado”, expone Moreno.

El microbioma de esponjas antárticas es altamente diverso, específico y estable en el tiempo, y exhibe un ensamblaje comunitario distintivo en comparación al microbioma de esponjas tropicales y temperadas. Sin embargo, aún se desconocen los determinantes moleculares que facilitan la interacción simbiótica entre las bacterias y las esponjas en Antártica.

“En general, las bacterias estudiadas presentaron genes exclusivos que codifican para proteínas involucradas en la degradación de los componentes estructurales de las esponjas. Además, se evidencia la presencia de genes codificantes de enzimas que facilitarían la utilización de distintas fuentes de carbono. Las bacterias poseen las herramientas necesarias, o capacidad metabólica, para utilizar componentes estructurales de las esponjas y de esta manera poder desarrollar sus procesos metabólicos”, dice Moreno.

Esto potencialmente podría facilitar que los microorganismos puedan asentarse de mejor manera y vivir en asociación con la esponja. Asimismo, estas adaptaciones les permitirían el establecimiento de las bacterias en el tejido del invertebrado. Por otra parte, se detectaron genes exclusivos involucrados en la adaptación al ambiente frío, los que resultan relevantes en la persistencia de estos microorganismos en el ecosistema marino antártico.

Igualmente, el equipo de investigadores descubrió que la bacteria asociada Nesterenkonia, poseía la ruta metabólica completa para la síntesis de novo de vitamina B5, a diferencia de los representantes de vida libre. El investigador explica que al igual que otros animales, las esponjas no pueden sintetizar la vitamina B5 y debe ser suplementada por las comunidades bacterianas asociadas. En este sentido, Nesterenkonia podría contribuir a sintetizar dicha vitamina en el microbioma de la esponja antártica Iophon.

Moreno expone que “en conjunto, estos hallazgos nos permiten sugerir que los genomas de las cepas asociadas a la esponja antártica lophon difieren de otros genomas relacionados en función de los mecanismos que pueden contribuir a la vida en asociación con las esponjas y las condiciones extremas del medioambiente antártico”.