Desde
la dilucidación de la estructura de doble hélice del ácido
desoxirribonucleico (ADN) en 1953 por James Watson y Francis Crick, el
mundo de la biología molecular ha tenido un progreso vertiginoso. Como
en el resto de los campos científicos, la biología molecular ha estado
supeditada al ritmo del progreso tecnológico. Década tras década, el
desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido ampliar nuestra
comprensión sobre la naturaleza molecular de la vida, ¡no obstante
nuestra comprensión apenas está en su infancia! Actualmente reconocemos
con claridad que la presencia del ADN es común a todas las especies,
desde las ballenas hasta los microbios. En
este espacio, describiremos y resaltaremos la importancia de dos de las
aproximaciones más útiles en el estudio de las comunidades microbianas:
la metagenómica y la metatranscriptómica. La mayoría de los microbios
requieren condiciones especiales para existir, ya sea porque necesitan
la interacción con otros microbios o porque requieren ambientes muy
específicos. La existencia de estos microbios fue notada gracias al
progreso en los métodos moleculares, los que también permitieron
reconocer que la diversidad microbiana en su mayoría no es cultivable.
Con estos progresos se han extraído todos los genes (metagenómica) o
transcritos (metatranscriptomica) presentes en una muestra. Esto nos ha
permitido estudiar las comunidades microbianas que habitan en el agua de
mar, en el sedimento marino o en la piel de las ballenas, por ejemplos.
En este punto hagamos una aclaración al lector, definiendo qué es un
gen y un transcrito. Podríamos conceptualizar un gen, como un fragmento
informativo, susceptible de ser leído y producir efectos metabólicos
(generados por proteínas). Un ejemplo es la insulina, una proteína que
comunica a las células la necesidad de ingresar azúcar proveniente de la
sangre en su interior. Sin embargo, los genes no se convierten en
proteínas directamente. El gen es la forma por excelencia de
almacenamiento de información biológica, sin embargo, se necesita una
copia efímera que pueda ser leída para crear la proteína. Ahí entra el
transcrito (o producto de la síntesis de ARN mensajero), el cual se
trata de una copia de un gen que será utilizado por la célula para crear
una proteína, como la de la insulina. Entonces, hay un gen, un
transcrito y una proteína de la insulina. ¡Y como la insulina,
incontables genes, transcritos y proteínas en el mundo! Estudiar
los genes y transcritos de los microbios nos ayuda a comprender por un
lado el repertorio funcional que existe (genes) y por otro, las
funciones desplegadas ante condiciones particulares (transcritos). Estas
aproximaciones son muy relevantes, pues nos permiten estudiar la
biodiversidad que guardan los creadores del metabolismo: las bacterias.
En las bacterias se encuentran infinidad de funciones que podrían
ayudarnos a la biorremediación de catástrofes naturales, como los
derrames de petróleo, o para diseñar estrategias biológicas para el
reciclaje integral de nuestros desechos, como los plásticos.
Adicionalmente, estudiar los transcritos presentes en la comunidad
bacteriana nos puede ayudar a comprender los mecanismos que utilizan los
microbios patógenos para infectar, o en su caso, los mecanismos que
utilizan para establecer sus alianzas con otros organismos. En el Centro de investigación regional Cequa
estamos usando ambas aproximaciones para el estudio de las comunidades
microbianas de diferentes especies interrelacionadas tróficamente que
habitan el Área Marina Protegida Francisco Coloane y aguas adyacentes.
Nuestro objetivo general es determinar si la comunidad microbiana de la
superficie de estas especies está evidenciando cambios (en sus genes o
en sus transcritos) ante las modificaciones ambientales derivada del
calentamiento global. Los microbios son un excelente sistema de estudio,
pues son sensibles a los cambios, por sutiles que sean, en
consecuencia, responden con la suficiente rapidez como para notar
respuestas concretas en poco tiempo.