Un equip d'investigadors coordinat pel consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha començat a seqüenciar el genoma de l'oceà profund global emprant algunes de les vora 2.000 mostres de microorganismes recollides a l'Atlàntic, l'Índic i el Pacífic durant l'expedició Malaspina.
Un equip d'investigadors coordinat pel consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha començat a seqüenciar el genoma de l'oceà profund global emprant algunes de les vora 2.000 mostres de microorganismes recollides a l'Atlàntic, l'Índic i el Pacífic durant l'expedició Malaspina. Aquesta col·lecció de genòmica microbiana marina, la primera del món a escala global, aportarà noves claus sobre un reservori de biodiversitat encara per explorar, i podria suposar la troballa de desenes de milions de gens nous en els pròxims anys.
Els treballs de seqüenciació, emmarcats en el projecte Malaspinomics, se centren en els virus, bacteris, arqueus i protists que poblen l'oceà fins als 4.000 metres de profunditat. La major part de la massa viva dels organismes marins està composta per microorganismes. D'ells, un 72% habita l'oceà fosc, a partir dels 200 metres de profunditat. No obstant això, fins ara la seqüenciació de l’ADN o ARN havia quedat limitada gairebé exclusivament a les aigües superficials de l'oceà. Resultats preliminars de Malaspinomics revelen una quantitat ingent d'espècies desconegudes de microorganismes en l'oceà profund, caracteritzat per una activitat biològica intensa.
En concret, el 60% de les espècies bacterianes de l'oceà profund detectades mitjançant tècniques de seqüenciació massiva són desconegudes. “Malaspinomics suposa un salt endavant perquè estem analitzant per primera vegada les mostres de l'oceà profund, cobrint tots els grans oceans. Els nous protocols de seqüenciació i d'anàlisi permeten extreure força més informació que en estudis previs, limitats a regions concretes o a aigües superficials, i a un nivell de resolució sense precedents”, assegura l'investigador del CSIC i coordinador de l'expedició Malaspina Carlos Duarte. Els investigadors ja han detectat bacteris capaços de degradar composts altament tòxics que s'ha anat acumulant en el fons marí. “Hem descobert bacteris amb rutes metabólicas capaces de degradar metilmercuri derivat de l'activitat humana. Altres bacteris, els metanotrofs, utilitzen els productes de degradació d'aquests compostos tòxics com a font de carboni i energia.
La detecció d'aquestes “plantes de reciclatge” de l'oceà profund ens permet identificar aquelles regions amb major acumulació de substàncies tòxiques i utilitzar aquests bacteris com a biosensors de l'estat ecològic d'un ambient tan desconegut fins ara”, assegura Silvia G. Acinas, investigadora de l’Institut de Ciències del Mar, del CSIC. Les anàlisis s'estan portant a terme un equip que integra investigadrs de l'Institut de Ciències del Mar de Barcelona (CSIC), l'Institut Mediterrani d'Estudis Avançats (mixt del CSIC i la Universitat de les Illes Balears) i el Centre Nacional d'Anàlisi Genómica de Barcelona. Compten també amb la col•laboració del MareNostrum (Centre Nacional de Supercomputació a Barcelona), el Joint Genome Institute (EUA) i l’European Molecular Biology Laboratory (Alemanya).
Milions de gens nous.
Per a Josep M. Gasol, investigador del CSIC a l'Institut de Ciències del Mar i líder de la part de microorganismes de Malaspina, les mostres “són especialment valuoses perquè provenen de zones científicament poc estudiades, com ara l'Índic i el Pacífic Sud. La recerca més recent suggereix que l'oceà profund acull bacteris actius i molt diversos, així com arqueus protists, virus i zooplàncton”. “El nombre d'espècies marines utilitzades com a font de gens amb interès comercial creix a un ritme d'un 12% anual. El potencial biotecnològic dels organismes marins és immens i més encara els de l'oceà profund. Esperem que els gens recol·lectats a Malaspina obrin la porta a múltiples aplicacions biotecnològiques en camps com la bioenergia, l'alimentació o la cosmètica”, explica Jesús María Arrieta, investigador del CSIC a l'Institut Mediterrani d'Estudis Avançats. “Aquesta col·lecció té un incalculable valor estratègic perquè cap país posseïx aquest tipus de mostres a escala global. Anem a lliurar a les bases de dades internacionals centenars de milions de gens nous amb capacitats metabóliques fins ara desconegudes i amb possibles aplicacions. Quan vam començar a gestionar Malaspina, no comptàvem amb que fos possible seqüenciar aquí, però ara disposem de la tecnologia necessària per a portar-ho a terme”, destaca Duarte.
A l'expedició Malaspina, un projecte Consolíder-Ingenio 2010 finançat pel ministeri d'Economia i Competitivitat, hi han participat 27 grups d'investigació del CSIC, l'Institut Espanyol d'Oceanografia, 16 universitats espanyoles, un museu, una fundació pública d'investigació i l'Armada Espanyola. El finançament total, en la qual també han col·laborat el CSIC i la Fundació BBVA, així com diverses universitats espanyoles i organismes públics d'investigació, és de vora de 6 milions d'euros.