Metagenómica extrema: persiguiendo insectos en las entrañas de la tierra

Mientras los microbiólogos recorren los lugares más inaccesibles de la tierra para encontrar microbichos cada vez más extraños y potencialmente útiles, estoy medio esperando que aparezca un nuevo reality show en el canal de ciencia ficción, o tal vez en ESPN-5: Microbios extremos!

Los científicos que estudian los insectos más pequeños han viajado durante mucho tiempo a lugares peculiares, pero ahora todo el campo ha sido revitalizado por la nueva era de la metagenómica, el estudio de agrupaciones de bacterias que se encuentran en, digamos, un balde de agua, un parche de piel humana. o una pala llena de lodo. Armados con nuevas tecnologías sofisticadas para identificar millones de diferentes tipos de bacterias que habitan en un mini ambiente específico, los nuevos metagenetistas se están desplegando en rincones y grietas que van desde derrames de ácido hasta cavernas profundas en busca de comunidades microbianas.

En [email protected] , la escritora Josie Glausiusz describe una expedición de espeleología dirigida por la microbióloga Diana Northup a trescientos metros por debajo de la tierra, en las profundidades de la cueva Lechuguilla de Nuevo México. Ella y su equipo de la Universidad de Nuevo México caminaron a través de kilómetros enredados de pasillos mientras descendían en rapel, atravesaban bordes peligrosos de acantilados y caminaban por lagos subterráneos en su camino para recolectar bacterias que depositan costras de manganeso y hierro oxidado en las paredes de las cavernas. Northup también es parte de un consorcio de varias universidades, apropiadamente denominado SLIME – Subsurface Life in Mineral Environments.

Un intento anterior de Northup de atrapar un lote de bichos que caían hierro y manganeso no produjo resultados porque ella y su equipo contaminaron inadvertidamente sus muestras con hongos que habían traído con sus botas de montaña. De vuelta en el laboratorio, los hongos habían aparecido como malas hierbas en las placas de agar cuando Northup trató de hacer crecer la bacteria. Esta vez, el equipo trajo trajes limpios, un nombre inapropiado para un grupo de cazadores de microbios que estaban excepcionalmente sucios de sudor y suciedad después de su viaje subterráneo.

Northup también decidió no arriesgarse a cultivar sus muestras, por lo que trajo tubos de vidrio para que sus insectos comenzaran en su propio entorno de oscuridad absoluta, temperaturas frescas y alta humedad. Los científicos han descubierto que el método clásico para cultivar bacterias (agregar muestras a placas de Petri ricas en agar) no funciona para aproximadamente el 99,9 por ciento de los microbios, que prosperan mejor en su propia sopa ecológica. Ésta es una de las razones por las que la metagenómica está despegando. Otra es que los avances en la tecnología ahora permiten a los investigadores secuenciar todo el ADN en una metamuestra para averiguar cuántas especies y variantes de genes aparecen en un nicho ecológico determinado.

Quizás el metagenomicista más conocido es J. Craig Venter, cuyo Hechicero II Global Ocean Sampling Expedition anunció en marzo que había descubierto seis millones de nuevos genes y miles de nuevas familias de proteínas, algunas de las cuales pueden ofrecer soluciones novedosas para almacenar y producir energía, entre otras posibilidades. Otros están encontrando microbios que podrían limpiar la contaminación o producir antibióticos novedosos.

La escritora Glausiusz describe la búsqueda de antibióticos en su artículo, así como un movimiento incipiente para comercializar descubrimientos resultantes de la búsqueda de limo:

Mientras tanto, Kim Lewis y Slava Epstein de la Northeastern University en Boston, Massachusetts, están rastreando las profundidades de los no cultivados en busca de nuevos antibióticos utilizando una cámara de difusión en la que los microbios se impregnan en las condiciones de su entorno natural: suelo, por ejemplo, o agua de mar. más sedimentos marinos. Lewis y Epstein han fundado la empresa NovoBiotic para capitalizar sus culturas. Los beneficios prácticos son enormes, dice Lewis. Si desea descubrir cosas nuevas, debe buscar organismos que no haya visto antes. Es razonable suponer que el 99% de las bacterias restantes tendrán al menos algunos antibióticos útiles.

La espeleadora Northup ha comenzado a encontrar antibióticos en sus muestras. Sin embargo, inicialmente se esforzó por cultivar bacterias de las cavernas formadoras de costras para comprender su biología básica. Una de las razones por las que cultivamos en lugar de hacer secuencias de ADN es porque queremos atraparlas en el acto de precipitar los minerales, para poder decir definitivamente: 'Estos tipos pueden hacerlo', dice.

Te animo a leer el artículo completo sobre [email protected] ; es algo espeluznante y absolutamente fascinante. También te sugiero que asistas Revisión de tecnología Conferencia de Tecnologías Emergentes en el MIT del 25 al 27 de septiembre, donde moderaré un panel sobre metagenómica.

Glausiusz, Josie, Cultivo extremo: desde el drenaje ácido de las minas hasta las entrañas de la Tierra, Josie Glausiusz informa cómo los investigadores se están esforzando mucho para cultivar bacterias recalcitrantes, Naturaleza, Publicado en línea: 20 de junio de 2007; | doi: 10.1038 / 447905a

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