Un estudio desvela la importancia de decenas de miles de genes microbianos hasta ahora inexplorados

Los expertos han destacado que este hallazgo representa un hito significativo en la comprensión del mundo microscópico

Un reciente estudio ha desvelado la trascendencia de decenas de miles de genes microbianos que permanecían hasta ahora inexplorados, impulsando así el descubrimiento de nuevas funciones moleculares y fortaleciendo la comprensión de las interacciones entre el microbioma y su entorno.

Esta investigación, liderada por Jaime Huerta Cepas del grupo de Genómica Comparada y Metagenómica del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (UPM-INIA/CSIC), un centro mixto entre el Centro Nacional INIA del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), ha revelado un amplio catálogo de nuevas familias genéticas, subrayando la necesidad de integrar esta información en futuros estudios metagenómicos.

Revelando el enigma genético de los microorganismos

Durante más de dos décadas, científicos en todo el mundo han contribuido a desentrañar la inmensa diversidad de microorganismos que habitan distintos ecosistemas del planeta, desde océanos y suelos hasta el propio cuerpo humano.

La metagenómica, enfocada en estudiar el material genético (ADN) extraído directamente de muestras ambientales, ha permitido identificar miles de nuevas especies y esclarecer parte de su contenido genético. Sin embargo, debido a la falta de aislamiento de la mayoría de estos microorganismos en laboratorio, aún existen incógnitas fundamentales sobre sus genomas.

El estudio, publicado en la revista ‘Nature’, proporciona nuevos insights sobre este gran volumen de ADN desconocido, revelando su importancia funcional y evolutiva.

Huerta-Cepas señaló que, a pesar de la existencia de millones de secuencias de ADN desconocido en bases de datos metagenómicas actuales, la falta de información sobre su origen y relevancia biológica ha limitado su integración en estudios sobre el microbioma.

La caracterización de estos nuevos genes, según el experto, permitirá no solo descubrir nuevas funciones moleculares, sino también comprender mejor las interacciones entre los microorganismos y su entorno.

El panorama genético

El análisis examinó más de 149.000 genomas microbianos de diversos ambientes, estableciendo un catálogo de aproximadamente 400.000 nuevas familias genéticas. Álvaro Rodríguez del Río, autor principal, explicó cómo, mediante técnicas de genómica comparada y filogenética, identificaron genes ausentes en microorganismos conocidos pero altamente prevalentes en diferentes ecosistemas y sometidos a fuerte presión selectiva.

A pesar de rigurosos filtros aplicados, que descartaron más del 90% del material genético, el catálogo publicado triplica la cantidad de familias genéticas microbianas conocidas hasta la fecha.

Este análisis del microbioma proporciona además información funcional de más de 130.000 nuevas familias genéticas, utilizando análisis de conservación genómica y técnicas de predicción de estructura de proteínas basadas en inteligencia artificial. Además, el estudio valida experimentalmente nuevos genes relacionados con la movilidad y defensa de microorganismos.

Finalmente, el estudio demuestra cómo este material genético ignorado hasta ahora mejora los estudios de asociación entre el microbioma y su entorno. Específicamente, revela variaciones significativas en la abundancia de algunos de estos nuevos genes en el microbioma intestinal de pacientes con cáncer de colon.

Los autores esperan que este hallazgo no solo mejore las técnicas de diagnóstico, sino que también profundice en la comprensión de los mecanismos que rigen la relación entre microbioma y salud.