Optimizando as ferramentas genéticas para o estudo de um grupo relevante de bactérias marinhas capazes de utilizar a energia solar

O oceano alberga uma grande diversidade de microorganismos com diferentes funções. Para os caracterizar, os ecólog@s microbianos desenvolveram diferentes técnicas moleculares para extrair a informação do seuADN já que identificá-los morfológicamente é impossível. Por exemplo, para estudar a diversidade das bactérias, amplia-se normalmente um fragmento do gene do ARN ribosomal 16S usando “primers” específicos, pequenas sequências de ADN que se unen à volta do gene de interesse. Todas as bactérias têmeste gene do ARN ribosomal 16S, mas para identificar grupos funcionais específicos é necessário utilizar outros genes marcadores. Neste trabalho centrámo-nos no gene “pufM”, marcador genético das bactérias aeróbicas anoxigénicas fototróficas, também chamadas AAPs (do inglês, “aerobic anoxygenic phototrophic” bacteria). As AAPs constituem um grupo peculiar de bactérias foto-heterotróficas, ou seja, podem obter energia da luz, mas não podem fixar carbono pelo que o seu crescimento depende da matéria orgânica dissolvida. Embora não sejam muito abundantes no oceano, o seu grande tamanho comparativamente a outras bactérias, assim como as suas altas taxas de crescimento conferem-lhe um importante papel no ciclo do carbono do oceano. Alguns estudos mostraram que a composição das comunidades de AAPs é diferente dependendo de se analisarem com técnicas baseadas na amplificação do gene pufM, ou com técnicas mais recentes como a metagenómica, que não dependem do uso de “primers”. Neste trabalho pretendemos avaliaro funcionamento dos “primers” do pufM que se usaram em estudos prévios, desenhámos novos “primers”, ecomparámos os dados da diversidade obtidos com os obtidos a partir de metagenomas. Para isso, recompilámos sequências de ADN de diferentes ambientes marinhos para construir uma base de dados dogen pufM e analisámos a capacidade destes primers capturar a diversidade de sequências deste gene. Depois, comparámos a composição das comunidades marinhas de AAPs obtida com diferentes combinaçõesde “primers”, com a composição obtida com metagenomas. Os nossos resultados mostram que os “primers” mais comuns recuperam preferencialmente grupos como las Gammaproteobactérias ou as Alfaproteobactérias, sobre-estimando a sua abundância em detrimento de espécies de AAPs não cultivadas que são muito abundantes. Finalmente, discutimos as implicações dos nossos resultados e sugerimos amelhor combinação de primers para estudar a diversidade de AAPs no oceano.  


Leia o estudo completo aqui:

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 e editado por Clara Ruiz e Félix Picazo