- El análisis reconstruyó 1.140 genomas bacterianos y arqueanos de alta calidad media o alta obtenidos en biopelículas de fuentes hidrotermales del Ártico.
- Los investigadores identificaron 2.965 grupos de genes biosintéticos y detectaron además rutas de producción de cianuro en arqueas, algo considerado inesperado.
Las comunidades microbianas que viven alrededor de fuentes hidrotermales del océano Ártico contienen un repertorio químico mucho más amplio de lo que sugería su aparente aislamiento. Investigadores de la Universidad de Bergen han reconstruido 1.016 genomas bacterianos y 124 arqueanos a partir de biopelículas recogidas en el fondo marino y han identificado 2.965 grupos de genes capaces de dirigir la síntesis de moléculas especializadas. Los resultados aparecen este jueves en Nature Communications.
Estos grupos, conocidos como BGC, funcionan como conjuntos coordinados de instrucciones genéticas necesarias para fabricar metabolitos secundarios. Muchas moléculas naturales utilizadas como antibióticos, inmunosupresores o agentes antitumorales proceden originalmente de este tipo de maquinaria biológica. Encontrar un BGC no significa, sin embargo, haber descubierto automáticamente un medicamento: primero hay que demostrar qué molécula produce, cuál es su función y si presenta alguna actividad aprovechable.
El estudio detectó una presencia particularmente alta de genes relacionados con péptidos sintetizados ribosomalmente y modificados posteriormente, conocidos como RiPP. También aparecieron sistemas de péptidos no ribosomales, dos grupos que incluyen familias de moléculas con conocida actividad antimicrobiana. El análisis de ARN mostró que varias de estas rutas estaban activas en las comunidades naturales y no eran simplemente restos genéticos silenciosos.
Uno de los resultados más inesperados fue encontrar rutas de síntesis de cianuro de hidrógeno en genomas arqueanos. La capacidad de producir este compuesto se asociaba principalmente con determinadas bacterias y organismos eucariotas. Los autores consideran que su presencia en arqueas amplía el conocimiento sobre las interacciones químicas en estos ecosistemas y plantea nuevas preguntas sobre su posible función en competencia, defensa o comunicación microbiana.
Las muestras proceden de campañas realizadas entre 2017 y 2022 mediante el vehículo operado remotamente Ægir6000 y el buque G.O. Sars. Los investigadores utilizaron metagenómica y secuenciación de ARN de lectura larga para reconstruir microorganismos que en muchos casos no pueden cultivarse fácilmente en laboratorio, una limitación habitual cuando se estudia biodiversidad microbiana de ambientes extremos.
La siguiente fase será aislar y caracterizar químicamente algunos de los compuestos predichos. El estudio identifica una enorme biblioteca potencial, pero no demuestra todavía eficacia antibiótica o farmacológica en pacientes. Su principal aportación es revelar hasta qué punto los ecosistemas hidrotermales del Ártico constituyen un reservorio inexplorado de metabolismo microbiano y ampliar incluso las capacidades químicas conocidas de las arqueas.
