Una nueva investigación mostró cómo los océanos pueden ser clave para abordar problemas globales como la escasez de medicamentos antimicrobianos, la contaminación plástica y el desarrollo de nuevas enzimas para la edición genética. Este estudio, dirigido por BGI Research en China y en colaboración con universidades internacionales, como la Universidad de Shandong, la de Xiamen, la Oceánica de China y la de East Anglia (UEA) en el Reino Unido, analizó miles de genomas microbianos recolectados de diferentes ecosistemas marinos.
Según un comunicado de prensa de la UEA, los investigadores estudiaron 43,200 genomas de microorganismos, como bacterias y arqueas, provenientes de muestras oceánicas. La investigación identificó 138 grupos filogenéticos distintos, lo que permitió una comprensión más profunda de la diversidad microbiana marina y cómo estos organismos evolucionaron y se adaptaron a su entorno.
Los microbios marinos demostraron equilibrar sus sistemas inmunitarios, como CRISPR-Cas, con genes de resistencia a antibióticos que se activaron para sobrevivir en ambientes hostiles. La investigación fue publicada en Nature.
El equipo de investigación descubrió un nuevo sistema CRISPR-Cas9, que se utilizó en la edición genética, junto con 10 péptidos antimicrobianos. Estos compuestos se consideran esenciales en la lucha contra infecciones, y su descubrimiento podría ser clave para el desarrollo de nuevos tratamientos frente a la creciente resistencia antimicrobiana.
Los microbios logran adaptarse a los antibióticos que buscan erradicarlos gracias a su sistema inmune que los protege. De esta manera, muchos medicamentos, como los antimicrobianos, pierden efectividad a medida que los microorganismos modifican su ADN para sobrevivir.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) ya había advertido sobre los riesgos de la resistencia a los antimicrobianos debido a su uso excesivo, y destacó la necesidad de encontrar nuevos medicamentos.
Es por ello que uno de los hallazgos más relevantes del estudio fue la identificación de tres enzimas capaces de degradar el tereftalato de polietileno (PET), un tipo de plástico ampliamente utilizado, que contamina los océanos. Estas moléculas fueron probadas en laboratorio y se confirmó que podían descomponer el material de manera eficaz, lo que abre nuevas posibilidades para mitigar la contaminación en los ecosistemas marinos.
El profesor Thomas Mock, microbiólogo marino de la UEA y coautor del estudio, afirmó en un comunicado de prensa de la UEA que la investigación marcaba un avance significativo en el campo de la metagenómica oceánica. En el escrito, Mock explicó que los microbios marinos juegan un papel clave en procesos globales como la fijación de carbono y el reciclaje de nutrientes, por lo que contribuyen de manera fundamental a la habitabilidad del planeta.
Además, factores como la salinidad, los cambios de temperatura y las diferencias de presión desde la superficie hasta las profundidades del océano crean condiciones únicas que influyen en la adaptación y evolución de estos microorganismos.
El estudio también destacó el uso de la minería de genomas de microbiomas marinos, un recurso clave para la bioprospección. Esta técnica permite a los científicos descubrir nuevas herramientas genéticas y compuestos bioactivos que podrían tener aplicaciones en la biotecnología y la medicina.
La investigación abarcó una amplia gama de ambientes marinos de todo el mundo, desde los polos hasta las fosas oceánicas más profundas. Esto permitió la creación de una base de datos pública que incluye 24,200 genomas a nivel de especie, por lo que logró mejorar considerablemente el conocimiento sobre los microbiomas marinos y puso a disposición de la comunidad científica una herramienta valiosa para futuros estudios.
“Si bien estudios anteriores brindaron una visión inicial sobre el papel de los sistemas marinos en la preservación de la biodiversidad, nuestra investigación amplía esos hallazgos y ofrece nuevas oportunidades para la exploración sostenible de los océanos”, señaló el profesor Mock en el comunicado.
También mencionó que el uso de herramientas de aprendizaje profundo, combinadas con experimentos bioquímicos y biofísicos en laboratorio, mostró un enorme potencial para abordar problemas globales como la escasez de antimicrobianos y la contaminación plástica.
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