Optimizando las herramientas genéticas para el estudio de un grupo relevante de bacterias marinas capaces de utilizar la energía solar

El océano alberga una gran diversidad de microorganismos con diferentes funciones. Para caracterizarlos, l@s ecólog@s microbianos han desarrollado diferentes técnicas moleculares para extraer información de su ADN ya que identificarlos morfológicamente es imposible. Por ejemplo, para estudiar la diversidad de las bacterias, normalmente se amplifica un fragmento del gen del ARN ribosomal 16S usando cebadores o “primers” específicos, pequeñas secuencias de ADN que se unen alrededor del gen de interés. Todas las bacterias tienen este gen del ARN ribosomal 16S, pero para identificar grupos funcionales específicos es necesario utilizar otros genes marcadores. En este trabajo nos hemos centrado en el gen “pufM”, marcador genético de las bacterias aerobias anoxigénicas fototróficas, también llamadas AAPs (del inglés, “aerobic anoxygenic phototrophic” bacteria). Las AAPs son un peculiar grupo de bacterias fotoheterótrofas, es decir, pueden obtener energía de la luz, pero no pueden fijar carbono por lo que su crecimiento depende de la materia orgánica disuelta. Pese a no ser muy abundantes en el océano, su gran tamaño con respecto a otras bacterias, así como sus altas tasas de crecimiento les otorgan un importante rol en el ciclo del carbono del océano. Algunos estudios han mostrado que la composición de las comunidades de AAPs es diferente dependiendo de si se analizan con técnicas basadas en la amplificación del gen pufM, o con técnicas más recientes como la metagenómica, que no dependen del uso de “primers”. En este trabajo quisimos evaluar el funcionamiento de los “primers” del pufM que se han usado en estudios previos, diseñamos nuevos “primers”, y comparamos los datos de diversidad obtenidos con los obtenidos a partir de metagenomas. Para ello, recopilamos secuencias de ADN de diferentes ambientes marinos para construir una base de datos del gen pufM y analizar la capacidad de estos primers de capturar la diversidad de secuencias de este gen. Después, comparamos la composición de las comunidades marinas de AAPs obtenida con diferentes combinaciones de “primers”, con la composición obtenida con metagenomas. Nuestros resultados muestran que los “primers” más comúnmente usados recuperan preferencialmente grupos como las Gammaproteobacterias o las Alfaproteobacterias, sobreestimando su abundancia en detrimento de especies de AAPs no cultivadas que son muy abundantes. Finalmente, discutimos las implicaciones de nuestros resultados y sugerimos la mejor combinación de primers para estudiar la diversidad de AAPs en el océano.   


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Gazulla, C.R., Cabello, A.M., Sánchez, P. et al. A Metagenomic and Amplicon Sequencing Combined Approach Reveals the Best Primers to Study Marine Aerobic Anoxygenic Phototrophs. Microb Ecol (2023). https://doi.org/10.1007/s00248-023-02220-y


Texto escrito por Carlota R. Gazulla y editado por Clara Ruiz y Félix Picazo