Comprender las estrategias genéticas de las bacterias SAR11, las más abundantes del océano, es crucial para mantener el equilibrio ecológico y adaptarse al cambio climático.
Investigadores de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) han descubierto la base genómica del éxito evolutivo de las bacterias marinas SAR11. El estudio, publicado en Microbiome, revela que estas bacterias combinan un "núcleo genético" compartido con pequeñas islas genómicas, cada una albergando un solo "gen flexible". Esto permite que la población responda dinámicamente a los cambios ambientales.
El microbioma marino es vital para sostener los ecosistemas e impulsar los ciclos biogeoquímicos globales. SAR11, un clado (grupo) de bacterias de vida libre, domina las aguas superficiales del océano, comprendiendo el 20-40% de todas las células procariotas (células sin núcleo).
Según Mario López Pérez, investigador de la UMH, las limitaciones en la recuperación de la riqueza genética completa de las poblaciones naturales han obstaculizado la comprensión de la evolución microbiana. El Grupo de Genómica y Evolución Microbiana de la UMH combinó la genómica de células individuales y la metagenómica de lectura larga para reconstruir la diversidad genética de SAR11 en el Mar Mediterráneo.
El estudio encontró que las bacterias SAR11 comparten un núcleo genético casi idéntico, que representa el 81% de su genoma. La porción restante, el "genoma flexible", se concentra en pequeñas regiones, a menudo con un solo gen.
Carmen Molina Pardines, estudiante de doctorado de la UMH, explica que estas pequeñas variaciones siempre están en la misma ubicación y contienen genes con funciones similares, pero en diferentes versiones. Este patrón genómico favorece la coexistencia de múltiples cepas y minimiza la competencia directa.
Esta estructura crea poblaciones policlonales, o grupos de múltiples variantes genéticas que coexisten en el mismo entorno. Esto preserva los genes esenciales y mantiene la redundancia funcional, salvaguardando un amplio reservorio genético. Esto permite que la población se adapte rápidamente a las presiones ambientales.
José M. Haro Moreno, investigador de la UMH, señala que estos resultados ofrecen información sobre las estrategias que explican el éxito ecológico de SAR11 en entornos marinos pobres en nutrientes. El estudio también demuestra que la metagenómica de tercera generación supera las limitaciones técnicas en el estudio de estos microorganismos.
Esta investigación posiciona a la UMH como líder en la investigación de la evolución del microbioma marino. Comprender las estrategias genómicas de SAR11 puede ayudarnos a comprender y proteger mejor nuestros océanos.