Un equipo de investigadores ha elaborado la base de datos más grande y completa de microbios marinos en el mundo, comparada con su función biológica, ubicación y tipo de hábitat. El estudio, publicado este martes en la revista ‘Frontiers in Science’, supone el mayor catálogo jamás realizado sobre el ADN oceánico, denominado KMAP Global Ocean Gene Catalog 1.0, y arroja luz sobre el océano, el hábitat más grande del mundo, pero gran parte de su biodiversidad aún se desconoce.

"El KMAP Global Ocean Gene Catalog 1.0 es un salto hacia la comprensión de la diversidad total del océano, que contiene más de 317 millones de grupos de genes de organismos marinos de todo el mundo", indica Elisa Laiolo, de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (Arabia Saudita) y coautora principal del estudio.

Laiolo subraya: "El catálogo se centra en los microbios marinos, que tienen un gran impacto en la vida humana a través de su influencia en la salud de los océanos y el clima de la Tierra".

Carlos Duarte, profesor en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá y coautor principal del trabajo, señala que el catálogo está disponible gratuitamente a través de la Plataforma de Análisis Metagenómico de este centro universitario (KMAP).

"Los científicos pueden acceder al catálogo de forma remota para investigar cómo funcionan los diferentes ecosistemas oceánicos, rastrear el impacto de la contaminación y el calentamiento global y buscar aplicaciones biotecnológicas como nuevos antibióticos o nuevas formas de descomponer los plásticos. ¡Las posibilidades son infinitas!", añade.

DOS AVANCES TECNOLÓGICOS

Los investigadores han estado mapeando la biodiversidad marina durante cientos de años, pero afrontaron varios desafíos para crear un atlas completo de la vida oceánica. Uno de ellos es que la mayoría de los organismos marinos no pueden estudiarse en un laboratorio. La llegada de las tecnologías de secuenciación de ADN superó esto al permitir identificar organismos directamente en el agua y los sedimentos del océano.

"Dado que cada especie tiene su propio conjunto de genes, podemos identificar qué organismos se encuentran en una muestra del océano analizando su material genético", explica Laiolo.

Dos avances tecnológicos han hecho posible esto. “El primero es el enorme aumento de la velocidad y la disminución del coste de las tecnologías de secuenciación del ADN. Esto ha permitido a los investigadores secuenciar todo el material genético en miles de muestras del océano”, según Laiolo, quien añade: "El segundo es el desarrollo de una enorme potencia computacional y tecnologías de inteligencia artificial, que permitan analizar estos millones de secuencias".

El equipo utilizó KMAP para escanear secuencias de ADN de 2.102 muestras oceánicas tomadas en diferentes profundidades y lugares de todo el mundo. Esta infraestructura informática avanzada identificó 317,5 millones de grupos de genes, de los cuales más de la mitad podrían clasificarse según el tipo de organismo y la función genética.

Al comparar esta información con la ubicación de la muestra y el tipo de hábitat, el catálogo resultante proporciona información sin precedentes sobre qué microbios viven, dónde y qué hacen.

El catálogo ya ha revelado una diferencia en la actividad microbiana en la columna de agua y el fondo del océano, así como un sorprendente número de hongos que viven en la zona mesopelágica ‘crepuscular’.

Estos y otros conocimientos ayudarán a los científicos a comprender cómo los microbios que viven en diferentes hábitats dan forma a los ecosistemas, contribuyen a la salud de los océanos e influyen en el clima.

El catálogo también sirve como base para rastrear el efecto de los impactos humanos como la contaminación y el calentamiento global en la vida marina. Y ofrece una gran cantidad de material genético que los investigadores pueden escanear en busca de genes nuevos que podrían usarse para el desarrollo de fármacos, energía y agricultura.

El KMAP Ocean Gene Catalog 1.0 es un primer paso hacia el desarrollo de un atlas del genoma oceánico global, que documentará cada gen de cada especie marina en todo el mundo, desde bacterias y hongos hasta plantas y animales.