Metagenómica de ambientes extremos

Abstract

Los ambientes extremos se definen como hábitats con condiciones físico-químicas inhóspitas, tales como salinidad, temperatura, o presión elevadas, y hay una gran heterogeneidad entre los ambientes asociados a cada una de ellas. Es común que los organismos de estos ambientes, sean capaces de sobrevivir y prosperar soportando múltiples condiciones de estrés, gracias a adaptaciones específicas que representan una oportunidad para diversas aplicaciones biotecnológicas. Nuestro trabajo con ambientes extremos se ha enfocado principalmente en ambientes hipersalinos, y más recientemente en sitios termales. En el Salar de Atacama, en el norte de Chile, se analizaron tres ecosistemas hipersalinos asociados a lagunas: matas microbianas, microbialitos y endoevaporitas. Los resultados ilustran la diversidad de sistemas que se desarrollan en ambientes similares, con filos más abundantes como Proteobacteria, Bacteroidetes, y Euryarchaeota y en menor medida Cyanobacteria y Actinobacteria. En los análisis funcionales no se pudo observar diferencias en la presencia de vías metabólicas relacionadas a procesos de precipitación que puedan estar relacionados a la formación de las distintas estructuras.En el caso de la salina de Ambargasta, Santiago del Estero, se estudiaron muestras de suelo de sitios sin vegetación y asociados a vegetación. En ambos casos se observó amplia dominancia de Proteobacteria en las comunidades, con presencia también de Firmicutes y Euryarcheota. Tanto en este caso como en el anterior se obtuvieron MAGs, de los cuales menos del 50% pudo clasificarse a nivel de género, pero tendrían roles relevantes para la comunidad. Por último, el sitio explorado más recientemente fue la laguna Las Quintas, en la provincia de Jujuy, donde se estudiaron matas microbianas asociadas a una fuente hidrotermal. Los resultados mostraron que los filos dominantes eran Proteobacteria (principalmente Alphaproteobacteria), Chloroflexi, Bacteroidetes y Planctomycetes. Actinobacteria y Cyanobacteria eran abundantes solo en la mata negra. Los análisis funcionales revelaron qué organismos son importantes para los ciclos biogeoquímicos en cada mata. También se identificaron CAZymas, incluyendo monooxigenasas líticas de polisacáridos (LPMO), importantes para la degradación de biomasa vegetal. Se analizó también la diversidad de contigs virales presentes, y en algunos casos se pudo determinar hospedadores potenciales, observándose asociaciones con bacterias, arqueas y cianobacterias. Estos contigs virales contenían un alto porcentaje de genes de función desconocida.Estas aproximaciones aportan a la caracterización microbiológica y puesta en valor de estos ambientes. Los organismos y enzimas identificados tienen potencial para aplicaciones biotecnológicas y representan la base de nuevas líneas de trabajo para los grupos asociados.