Okyanusun en bol bulunan bakterisi olan SAR11 bakterilerinin genetik stratejilerini anlamak, ekolojik dengeyi korumak ve iklim değişikliğine uyum sağlamak için çok önemlidir.
Elche Miguel Hernández Üniversitesi'ndeki (UMH) araştırmacılar, SAR11 deniz bakterilerinin evrimsel başarısının genomik temelini keşfettiler. Microbiome'da yayınlanan çalışma, bu bakterilerin paylaşılan bir "genetik çekirdeği", her biri tek bir "esnek gen" barındıran küçük genomik adacıklarla birleştirdiğini ortaya koyuyor. Bu, popülasyonun çevresel değişikliklere dinamik olarak yanıt vermesini sağlar.
Deniz mikrobiyomu, ekosistemleri sürdürmek ve küresel biyokimyasal döngüleri yönlendirmek için hayati öneme sahiptir. Serbest yaşayan bakterilerden oluşan bir küme (grup) olan SAR11, okyanus yüzey sularına hakimdir ve tüm prokaryotik hücrelerin (çekirdeği olmayan hücreler) %20-40'ını oluşturur.
UMH araştırmacısı Mario López Pérez'e göre, doğal popülasyonların tam genetik zenginliğinin geri kazanılmasındaki sınırlamalar, mikrobiyal evrimin anlaşılmasını engelledi. UMH Mikrobiyal Genomik ve Evrim Grubu, Akdeniz'deki SAR11'in genetik çeşitliliğini yeniden yapılandırmak için tek hücreli genomik ve uzun okuma metagenomiğini birleştirdi.
Çalışma, SAR11 bakterilerinin genomlarının %81'ini temsil eden neredeyse aynı bir genetik çekirdeği paylaştığını buldu. Kalan kısım olan "esnek genom", genellikle tek bir genle küçük bölgelerde yoğunlaşmıştır.
UMH doktora öğrencisi Carmen Molina Pardines, bu küçük varyasyonların her zaman aynı yerde olduğunu ve benzer işlevlere sahip ancak farklı versiyonlarda genler içerdiğini açıklıyor. Bu genomik model, birden fazla türün bir arada bulunmasını destekler ve doğrudan rekabeti en aza indirir.
Bu yapı, aynı ortamda bir arada bulunan çoklu genetik varyant grupları olan poliklonal popülasyonlar oluşturur. Bu, temel genleri korur ve geniş bir genetik rezervuarı koruyarak işlevsel yedekliliği sürdürür. Bu, popülasyonun çevresel baskılara hızla uyum sağlamasını sağlar.
UMH araştırmacısı José M. Haro Moreno, bu sonuçların SAR11'in besin açısından fakir deniz ortamlarındaki ekolojik başarısını açıklayan stratejilere ilişkin içgörü sunduğunu belirtiyor. Çalışma ayrıca, üçüncü nesil metagenomiğin bu mikroorganizmaları incelemede teknik sınırlamaların üstesinden geldiğini gösteriyor.
Bu araştırma, UMH'yi deniz mikrobiyomu evrimi araştırmalarında lider konumuna getiriyor. SAR11'in genomik stratejilerini anlamak, okyanuslarımızı daha iyi anlamamıza ve korumamıza yardımcı olabilir.