Memahami strategi genetik bakteri SAR11, yang paling melimpah di lautan, sangat penting untuk menjaga keseimbangan ekologi dan beradaptasi dengan perubahan iklim.
Para peneliti di Universitas Miguel Hernández de Elche (UMH) telah menemukan dasar genomik untuk keberhasilan evolusi bakteri laut SAR11. Studi yang diterbitkan dalam Microbiome, mengungkapkan bahwa bakteri ini menggabungkan "inti genetik" bersama dengan pulau-pulau genomik kecil, yang masing-masing menyimpan satu "gen fleksibel". Hal ini memungkinkan populasi untuk merespons secara dinamis terhadap perubahan lingkungan.
Mikrobioma laut sangat penting untuk menopang ekosistem dan mendorong siklus biogeokimia global. SAR11, sebuah klad (kelompok) bakteri yang hidup bebas, mendominasi perairan permukaan laut, meliputi 20-40% dari semua sel prokariotik (sel tanpa inti).
Menurut Mario López Pérez, peneliti UMH, keterbatasan dalam memulihkan kekayaan genetik penuh dari populasi alami telah menghambat pemahaman tentang evolusi mikroba. Kelompok Genomik dan Evolusi Mikroba UMH menggabungkan genomik sel tunggal dan metagenomik baca panjang untuk merekonstruksi keanekaragaman genetik SAR11 di Laut Mediterania.
Studi tersebut menemukan bahwa bakteri SAR11 berbagi inti genetik yang hampir identik, yang mewakili 81% dari genom mereka. Bagian yang tersisa, "genom fleksibel," terkonsentrasi di wilayah kecil, seringkali dengan satu gen tunggal.
Carmen Molina Pardines, mahasiswa Ph.D. UMH, menjelaskan bahwa variasi kecil ini selalu berada di lokasi yang sama dan mengandung gen dengan fungsi serupa, tetapi dalam versi yang berbeda. Pola genomik ini mendukung koeksistensi beberapa strain dan meminimalkan persaingan langsung.
Struktur ini menciptakan populasi poliklonal, atau kelompok dari beberapa varian genetik yang hidup berdampingan di lingkungan yang sama. Ini melestarikan gen-gen penting dan mempertahankan redundansi fungsional, menjaga reservoir genetik yang luas. Hal ini memungkinkan populasi untuk dengan cepat beradaptasi dengan tekanan lingkungan.
José M. Haro Moreno, peneliti UMH, mencatat bahwa hasil ini menawarkan wawasan tentang strategi yang menjelaskan keberhasilan ekologis SAR11 di lingkungan laut yang miskin nutrisi. Studi ini juga menunjukkan bahwa metagenomik generasi ketiga mengatasi keterbatasan teknis dalam mempelajari mikroorganisme ini.
Penelitian ini memposisikan UMH sebagai pemimpin dalam penelitian evolusi mikrobioma laut. Memahami strategi genomik SAR11 dapat membantu kita lebih memahami dan melindungi lautan kita.