Caracterización metagenómica y análisis funcional de cianobacterias poliextremófilas de laguna verde, Catamarca

Abstract

La región del salar de Antofalla, ubicada en la provincia de Catamarca, es considerada un ambiente extremo, caracterizado por alta radiación UV, elevada salinidad y marcadas variaciones térmicas, condiciones que han favorecido el desarrollo de ecosistemas microbianos endoevaporíticos únicos. En estos ambientes, las cianobacterias desempeñan un papel fundamental como productores primarios, permitiendo el desarrollo de comunidades microbianas complejas. En este estudio, se recolectó una muestra ambiental en una de las lagunas del salar, la Laguna Verde, a partir de la cual se obtuvo un cultivo de cianobacterias poliextremófilas. Posteriormente, se extrajo ADN del cultivo y se analizó mediante secuenciación de nueva generación (NGS) con el objetivo de identificar y caracterizar las cianobacterias presentes, contribuyendo al conocimiento de la biodiversidad microbiana y del potencial biotecnológico de los microorganismos que habitan ambientes poliextremos. El análisis taxonómico realizado con Kaiju mostró que el ADN provenía de múltiples microorganismos presentes en el cultivo. A partir de las lecturas cortas (short reads) generadas por la plataforma Illumina y procesadas en el servidor KBase, fue posible reconstruir un genoma ensamblado a partir de metagenoma (MAG, Metagenome-Assembled Genome) correspondiente a una cianobacteria. La evaluación realizada con la herramienta CheckM indicó una completitud del 96% y una contaminación inferior al 1%. El análisis funcional realizado mediante DRAM (Distilled Refined Annotation Matrix) permitió identificar diversas capacidades metabólicas asociadas a una cianobacteria adaptada a condiciones poliextremas. Los resultados evidenciaron la presencia de genes relacionados con la fotosíntesis oxigénica, incluyendo ambos fotosistemas funcionales (Fotosistema I y II), además de componentes de la cadena de transporte de electrones y complejos de síntesis de ATP. Asimismo, se detectaron rutas metabólicas vinculadas al metabolismo central del carbono (incluyendo la fijación de dióxido de carbono mediante el ciclo de Calvin), fijación y desnitrificación de compuestos nitrogenados y genes para la reducción y desintoxicación de arseniato. También se identificaron enzimas asociadas al metabolismo de carbohidratos asociadas a la producción de exopolisacárido extracelular (EPS), importante para retener humedad y promover la formación de comunidades de organismos. En conjunto, estos resultados sugieren una elevada versatilidad metabólica y una importante participación ecológica de esta cianobacteria en los ciclos biogeoquímicos de ambientes extremos altoandinos.