Francia.- El secuenciamiento masivo del ADN ha conducido a mejorar el conocimiento de los microorganismos marinos en su ambiente y ayuda a descubrir nuevos genes de interés. Sin embargo, esto es sólo una parte de la respuesta para la aplicaciones biotecnológicas.

Un litro de agua de mar contiene cerca de un billón de bacterias. Estas representan al menos mil especies, en adición a los organismos unicelulares diferentes de la bacterias, y que conforman el plancton, según Daniel Vaulot, investigador de la Station Biologique de Roscoff, localizado en Francia.

Estudiar cada uno de estos organismos mediante la secuenciación en masa de sus genomas puede conducir a descubrir nuevas especies. Esto también puede ayudar a estudiar especies potencialmente interesantes para la investigación fundamental sobre los orígenes de la vida y el cambio climático, o para aplicaciones en la industria.

El incremento del conocimiento de las posibilidades de la genómica marina entre las comunidades de investigación e industria es el objetivo principal del proyecto financiado por la Unión Europea “Marine Genomics for Users” (MG4U). Su coordinador, Bernard Kloareg, quien es director de la estación Roscoff, es un defensor de la genómica marina.

Los tipos de tecnologías que el proyecto esta ensayando incluye la metagenómica, que viene siendo usada de forma extensiva desde los años 2000. Pocos de los organismos encontrados en las muestras de agua de mar pueden ser cultivados en el laboratorio para extraer una cantidad suficiente de ADN para secuenciar el genoma. En vez de descifrar cada genoma uno por uno, los genetistas tuvieron la idea de la secuenciación en masa de toda la muestra de agua de mar en una sola corrida. Esto incluye cortar el ADN extraído de la muestra en miles de pequeños fragmentos. Estos luego son procesados por maquinas de secuenciación. Debido a que el ADN originario de cada individuo de una especie dado esta cortada aleatoriamente, los fragmentos se superpone y sencuencias más grandes, por consiguiente, pueden ser reconstruidos.

Esta técnica no permite descifrar genomas completos, pero puede ayudar a detectar genes desconocidos posiblemente relacionados a nuevas especies. Esto también puede ser usado para evaluar la presencia de genes bien documentados en las muestras. “Para hacer esto, los investigadores necesitan comparar sus resultados con las bases de datos de las secuencias genéticas” dijo Vaulot al medio Youris.

Originalmente, la metagenómica ayuda a los biólogos marinos a estudiar la relación entre los genoms y su medio ambiente, y para descubrir los procesos metabólicos relevantes para las aplicaciones. Por ejemplo, las campañas de muestreo han sido realizados por expediciones como Tara Oceans, durante los años 2009 a 2011. El programa subsecuente Oceanomics está planeando secuenciar las muestras de Tara en las instalaciones de Genoscope en Evry, Francia. Estas muestras pueden contener bacterias o microalgas, que contienen enzimas que son capaces de degradar o sintetizar moléculas de interés en el campo de la farmacéutica, biocombustibles, etc. Mediante la transferencia de genes que codifican enzimas de interés, identificadas como un resultado de la metagenómica, en bacterias bioprocesadoras estándar contenidas en bioreactores, estas moléculas pueden ser producidas a una escala industrial. Pero esto no es simple.

Aunque las potenciales aplicaciones de la metagenómica marina son reales, ellas no generarán innovaciones significativas. “La metagenómica marina no esta desarrollada como metagenómica 'terrestre' usada, por ejemplo, en el campo de la salud humana, debido a que la inversión en investigación marina es más baja” comenta Patrick Durand, jede de la unidad de Biotecnología y Recursos Marinos en Ifremer.

En efecto, a pesar de que industrias como el sector de la biotecnología están ávidos por nuevas aplicaciones, la metagenómica puede ser el tipo de herramienta necesaria para encontrar las soluciones que buscan, “La industria de la biotecnología está en busca de enzimas que serán combinadas para la síntesis de compuestos artificiales  a escala industrial” dijo Jürgen Eck, CEO de la empresa Brain, Frankfurt, Alemania. Por este propósito, la metagenómica es una herramienta útil para evaluar la biodiversidad en la búsqueda de estas enzimas, debido a que estas últimas son codificadas por un pequeño número de genes.

Sin embargo, la búsqueda actual de soluciones terapéuticas reales puede ser mucho más compleja. “Los compuestos bioactivos, como potenciales agentes anticancerígenos, son a menudo el producto de formas metabólicas complejas que involucran a varios ges” expresó Eck al medio Youris.

Mayor información del proyecto “Marine Genomics for Users” (MG4U) en:
http://www.mg4u.eu/