Hiểu các chiến lược di truyền của vi khuẩn SAR11, loài phong phú nhất trong đại dương, là rất quan trọng để duy trì sự cân bằng sinh thái và thích ứng với biến đổi khí hậu.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Miguel Hernández de Elche (UMH) đã khám phá ra cơ sở bộ gen cho sự thành công trong quá trình tiến hóa của vi khuẩn biển SAR11. Nghiên cứu, được công bố trên Microbiome, tiết lộ rằng những vi khuẩn này kết hợp "lõi di truyền" chung với các đảo bộ gen nhỏ, mỗi đảo chứa một "gen linh hoạt" duy nhất. Điều này cho phép quần thể phản ứng linh hoạt với những thay đổi của môi trường.
Hệ vi sinh vật biển rất quan trọng để duy trì hệ sinh thái và thúc đẩy các chu trình sinh địa hóa toàn cầu. SAR11, một nhánh (nhóm) vi khuẩn sống tự do, chiếm ưu thế ở vùng nước bề mặt đại dương, chiếm 20-40% tổng số tế bào prokaryote (tế bào không có nhân).
Theo Mario López Pérez, nhà nghiên cứu của UMH, những hạn chế trong việc phục hồi sự phong phú di truyền đầy đủ của quần thể tự nhiên đã cản trở sự hiểu biết về quá trình tiến hóa của vi sinh vật. Nhóm Di truyền học và Tiến hóa Vi sinh vật UMH đã kết hợp bộ gen đơn bào và siêu bộ gen đọc dài để tái cấu trúc sự đa dạng di truyền của SAR11 ở Biển Địa Trung Hải.
Nghiên cứu cho thấy rằng vi khuẩn SAR11 có chung một lõi di truyền gần như giống hệt nhau, chiếm 81% bộ gen của chúng. Phần còn lại, "bộ gen linh hoạt", tập trung ở các vùng nhỏ, thường chỉ có một gen.
Carmen Molina Pardines, nghiên cứu sinh tiến sĩ UMH, giải thích rằng những thay đổi nhỏ này luôn ở cùng một vị trí và chứa các gen có chức năng tương tự, nhưng ở các phiên bản khác nhau. Mô hình bộ gen này ủng hộ sự cùng tồn tại của nhiều chủng và giảm thiểu sự cạnh tranh trực tiếp.
Cấu trúc này tạo ra các quần thể đa dòng, hoặc các nhóm gồm nhiều biến thể di truyền cùng tồn tại trong cùng một môi trường. Điều này bảo tồn các gen thiết yếu và duy trì tính dự phòng chức năng, bảo vệ một kho gen rộng lớn. Điều này cho phép quần thể nhanh chóng thích nghi với áp lực môi trường.
José M. Haro Moreno, nhà nghiên cứu của UMH, lưu ý rằng những kết quả này cung cấp thông tin chi tiết về các chiến lược giải thích sự thành công về mặt sinh thái của SAR11 trong môi trường biển nghèo dinh dưỡng. Nghiên cứu cũng chứng minh rằng siêu bộ gen thế hệ thứ ba khắc phục những hạn chế kỹ thuật trong việc nghiên cứu các vi sinh vật này.
Nghiên cứu này định vị UMH là một nhà lãnh đạo trong nghiên cứu về sự tiến hóa của hệ vi sinh vật biển. Hiểu các chiến lược bộ gen của SAR11 có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn và bảo vệ các đại dương của chúng ta.