Un equip internacional, en el qual participa l'Institut de Ciències del Mar del CSIC, ha obtingut el genoma de diversos protistes bacterivors marins i els ha contrastat amb les dades genètiques de comunitats microbianes naturals. Els resultats revelen com es distribueixen aquests bacterívors en diferents regions de l'oceà, i reforça la idea que cada espècie té un paper diferent en el plàncton microbià.
Un equip internacional, en el qual participa l'Institut de Ciències del Mar del CSIC, ha obtingut el genoma de diversos protistes bacterivors marins i els ha contrastat amb les dades genètiques de comunitats microbianes naturals. Els resultats revelen com es distribueixen aquests bacterívors en diferents regions de l'oceà, i reforça la idea que cada espècie té un paper diferent en el plàncton microbià.
Els animals i plantes terrestres i aquàtics s'han adaptat a diferents condicions ambientals i exerceixen diferents papers en els ecosistemes, el que determina la seva distribució en les diferents regions del planeta.
De manera semblant, des de fa uns anys se sap que el plàncton dels oceans, que inclou molts organismes microscòpics (protistes o eucariotes unicel·lulars entre ells) no és una immensa massa d'individus agrupats aleatòriament, sinó que cada un pertany a una espècie diferent que té una distribució particular, d'acord a la seva adaptació i al paper que exerceix en l'ecosistema.
Ara, un treball internacional dirigit per científics del CNRS i amb una important participació de l'Institut de Ciències del Mar , ofereix dades que poden ajudar a explicar l'enorme diversitat filogenètica d'un grup funcional de protistes marins que tenen com a funció principal la depredació sobre bacteris marins i el control de la seva abundància. Se sabia que aquests protistes bacterivors incloïen moltes espècies que comparteixen morfologia cel·lular, pertanyents a un supergrup de cèl·lules eucariotes (els estramenòpils) i que mai s'havien pogut fet créixer al laboratori, el que dificultava el seu estudi a nivell genòmic i funcional.
El treball, publicat a Nature Communications, reforça la idea que la diversitat dels protistes bacterivors està connectada amb una distribució biològica i geogràfica particular, i amb una especialització funcional. En particular, els investigadors plantegen hipòtesis de diferents estratègies ecològiques de les espècies estudiades en termes de mobilitat cel·lular, espectre de preses i la posició en l'escala tròfica.
En l'estudi, els científics han fet servir la genòmica de cèl·lules individuals ('Single-cell genomics') en combinació amb dades metagenòmiques extretes de comunitats microbianes naturals, per obtenir així informació d'aquestes comunitats naturals.
Una de les novetats del treball és precisament això, diu Ramon Massana, que ha dirigit l'equip de l'Institut de ciències del MAr (ICM-CSIC): "Hem analitzat el genoma d'unes 40 cèl·lules individuals de protistes, que pertanyen a vuit espècies diferents. Després, hem comparat els genomes de les vuit espècies amb les dades metagenòmiques de mostres recollides en la campanya internacional Tara Oceans". Es tracta de mostres de diferents mars de tot el planeta, recollides a diferents profunditats i en diferents estacions de l'any.
Els resultats del treball revelen com es distribueixen les vuit espècies en diferents mars i regions i, juntament amb l'especialització funcional detectada en les anàlisis genòmiques, reforcen la idea que els protistes bacterivors realitzen diversos papers ecològics en l'ecosistema.
El treball és el resultat d'una àmplia col·laboració d'equips científics complementaris. Les dades genòmiques de cèl·lules individuals i de comunitats microbianes van ser recollides durant l'expedició Tara Oceans; la separació de cèl·lules individuals es va realitzar en Bigelow Laboratory for Ocean Sciences (US); la seqüenciació dels genomes i metagenomes va ser realitzada en Genoscope (França); i l'Institut de Ciències del Mar del CSIC va participar en l'anàlisi i interpretació dels resultats.
Les dades obtingudes han contribuït a la tasca desenvolupada pel consorci europeu SINGEK (http://www.singek.eu/), una xarxa de formació innovadora del programa H2020 Marie Sklodowska-Curie, coordinada per l'ICM-CSIC, i centrada en l'ús de la genòmica de cèl•lules individuals per abordar qüestions d'importància ecològica i evolutiva relacionades amb els protistes.
Artículo de referencia: Seeleuthner, Y., S. Mondy, V. Lombard, Q. Carradec, E. Pelletier, M. Wessner, J. Leconte, J.-F. Mangot, J. Poulain, K. Labadie, R. Logares, S. Sunagawa, V. de Berardinis, M. Salanoubat, C. Dimier, S. Kandels-Lewis, M. Picheral, S. Searson, Tara Oceans Coordinators, S. Pesant, N. Poulton, R. Stepanauskas, P. Bork, C. Bowler, P. Hingamp, M. B. Sullivan, D. Iudicone, R. Massana, J.-M. Aury, B. Henrissat, E. Karsenti, O. Jaillon, M. Sieracki, C. Vargas & P. Wincker. Single-cell genomics of multiple uncultured stramenopiles reveals underestimated functional diversity across oceans. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-017-02235-3.