Análisis genético a gran escala de bacterias oceánicas
(NC&T) Aprovechando las herramientas de secuenciación de genes desarrolladas para secuenciar el genoma humano, los investigadores han inventado un nuevo método para analizar la expresión de los genes en poblaciones microbianas complejas. El trabajo puede ayudar a los científicos a comprender mejor cómo responden los océanos al cambio climático.
El nuevo enfoque también tiene otras aplicaciones potenciales. Por ejemplo, ahora ya resulta viable emplear microbios nativos como biosensores in situ, así como monitorizar de manera más detallada los comportamientos de las comunidades microbianas asociadas a los humanos.
La manera tradicional de estudiar a las bacterias es hacerlas crecer en placas de Petri en un laboratorio, pero esto produce tan sólo información limitada, y no todas las cepas crecen bien en el laboratorio. Las cepas que los científicos pueden reproducir en el laboratorio constituyen en realidad un muy pequeño porcentaje de las que existen en el medio natural.
En su trabajo de investigación, el equipo del MIT tomó muestras de microbios de las aguas del litoral de Hawai.
Cada litro de agua oceánica que recogieron contenía hasta mil millones de células bacterianas. Desde hace varios años, los investigadores han estado secuenciando el ADN de estas bacterias, creando grandes bases de datos con los genes microbianos marinos más comunes en el entorno marítimo.
Sin embargo, tales secuencias de ADN por sí solas no pueden revelar qué genes específicos están empleando las bacterias en sus actividades cotidianas, o cuándo los están expresando.
Hay mucha información, y es difícil saber por dónde empezar ¿Cómo se puede conocer qué genes concretos son importantes en un contexto medioambiental dado?
Para identificar qué genes se expresan, DeLong y sus colegas secuenciaron el mARN (ARN mensajero) producido por las células que viven en las comunidades microbianas complejas. El mARN porta instrucciones para la maquinaria de construcción proteica de la célula, de manera que si hay mucho mARN correspondiente a un gen particular, esto significa que dicho gen está muy expresado.
La nueva técnica requiere que los investigadores conviertan el mARN bacteriano en ADN eucariótico (no bacteriano), el cual puede ser amplificado y secuenciado más fácilmente. Luego, emplean una tecnología de secuenciación lo bastante rápida para analizar cientos de millones de pares de bases de ADN en un día.
Una vez que se conocen las secuencias del mARN abundantemente expresado, los investigadores pueden compararlas con las secuencias de ADN presentes en las bases de datos de genes bacterianos, para entonces tratar de deducir qué genes desempeñan papeles clave y cuáles son exactamente sus funciones.
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