MED 152, La importancia de la metagenómica

Ayer tuve la oportunidad de asistir a un pequeño, pero excelente, seminario de Carlos Pedrós del Instituto de Ciencias del Mar, impartido en el Instituto Cavanilles de Biología Evolutiva. En realidad el seminario trataba de el genoma de Polaribacter sp. MED152. Pero ha sido un ejemplo excelente de todo lo que la metagenómica puede aportar a la biología actual.

En realidad ya conocía esta bacteria cuando el año pasado hice un seminario  acerca de las proteorrodopsinas. En realidad MED 152 es resultado de un análisis metagenómico de una muestra de agua extraída en el mediterráneo (la 152) y que al parecer corresponde a una especie del género Polaribacter perteneciente al orden de las flavobacterias.

Es un microorganismo más de los que se añaden a la lista de aquellos que se han podido secuenciar en muestras marinas y que son difíciles de cultivar en el laboratorio porque sus condiciones de vida son difíciles de reproducir. Esta bacteria, además de por otras muchas cosas, se caracteriza también por poseer los genes necesarios para la síntesis de proteorrodopsina.

Las proteorrodopsinas son proteínas con 7 tramos transmembrana que poseen en su estructura una molécula de retinal. Estas proteorrodopsinas tienen la capacidad de bombear protones al exterior de la célula cuando son excitadas mediante una longitud de onda determinada (espero hacer en un futuro no muy lejano una entrada que hable de forma más detallada de éstas).

Aparte de los genes para la proteorrodopsina se han visto muchos genes relacionados con la luz, como por ejemplo los genes para la ruta de síntesis de los beta carotenos, de ahí ese color calabaza tan llamativo que podemos ver en la primera imagen. Pero aparte de estos genes necesarios en muchas ocasiones para protegerse frente ciertas radiaciones se han encotrado genes de sensibilidad a la luz como histidín quinasas que activan cascadas de fosforilación para transducir la señal hasta el DNA y allí desarrollar una respuesta efectora.

Es una bacteria marina y se ha visto que uno de los complejos de la cadena de transporte electrónico bombea sodio en lugar de protones y que está adaptada a vivir sobre superficies, tienen los genes necesarios para la motilidad por reptación, así como genes para la degradación de biopolímeros, al parecer viven asociados a pequeñas partículas de materia orgánica, cuando los nutrientes escasean pueden utilizar las proteorrodopsinas para la generación de gradiente de protones y utilizar la poca materia orgánica de la que disponen para el anabolismo, como por ejemplo las reacciones anapleróticas en el ciclo del ácido cítrico…

Estos son algunos de los datos que se han aportado durante la conferencia, pero si bien es cierto los análisis fisiológicos que se han hecho para averiguar estas características son inexistentes, todo, o casi todo, se ha deducido a partir de la comparación de secuencias, con secuencias que conocemos y sabemos qué codifican y porqué codifican determinadas proteínas, en eso consiste realmente la metagenómica, en secuenciar con genomas completos y comparar con lo que ya conocemos. De una secuencia de nucleótidos AGCTGCGA…se ha deducido la vida de la bacteria, cómo obtiene la energía o qué sustratos utiliza como fuente de carbono,  tan sólo a partir de su secuencia.

De aquí la importancia y el mundo de posibilidades que ha abierto la metagenómica en el campo de la biología. Los avances en tecnología de la secuenciación han dado lugar a nuevas posibilidades a la hora de secuenciar genomas completos con mayor rapidez y eficiencia, eso junto con procesadores cada vez más rápidos y complejos facilitan aún más la comparación con diferentes bases de datos y la obtención de resultados, sin duda, sorprendentes. 

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