El número de microbios en el planeta es del orden de un quintillón, es decir 10 ^ 30 y se estima que es una cifra mayor que las estrellas en la Vía Láctea. No resulta extraño entonces que los microbios jueguen un papel crucial en la regulación del ciclo del carbono, así como en aquellos sistemas vinculados al nitrógeno, el azufre, el fósforo y otros nutrientes, pero hasta ahora, la mayoría de ellos eran desconocidos para la ciencia.
Un nuevo estudio, realizado por cientificos del Departamento de EE.UU. de Energía (DOE) ha comenzado a analizar esta «materia oscura microbiana» para entender mejor la diversidad del planeta y usar lo aprendido para los desafíos energéticos y ambientales actuales y futuros.
Profundizar en la diversidad microbiana de la Tierra, sin embargo, requiere aprender más acerca de las relaciones poco estudiados entre los microbios y los virus que los infectan. Aunque el número de los virus se estima que es al menos dos órdenes de magnitud superior al de las células microbianas en el planeta, hay actualmente menos de 2.200 genomas de virus secuenciados, muy pocos en comparación con los genomas de bacterias que suman aproximadamente 50.000. Los expertos del DOE han utilizado la mayor colección de datos de metagenómica reunidos de todo el mundo para descubrir más 125.000 genomas virales parciales y completos, un esfuerzo que ha permitido aumentar el número de genes virales conocidos por un factor de 16, y proporciona a los investigadores un recurso único e inestimable.
«Es la primera vez que alguien ha buscado sistemáticamente en todos los hábitats y en un gran compendio de datos de este tipo – explica Nikos Kyrpides, autor principal del estudio publicado en Nature –. Una de las claves para descubrir todos estos nuevos virus fue el enfoque computacional que hemos desarrollado.»
El equipo analizó más de 5 billones de dólares bases de genomas microbianos recogidos de 3.042 muestras de todo el mundo en 10 diferentes tipos de hábitat. Eso fue los que permitió obtener las 125.000 secuencias virales con casi tres millones de proteínas.
En esta avalancha de información, algunas curiosidades destacaron para sorpresa de los expertos. Por ejemplo, un grupo de virus fue encontrado en el 95%de todas las muestras pertenecientes a la zona de penumbra del océano, una región situada entre 200 y 1.000 metros bajo la superficie del océano, donde la luz solar no penetra suficientemente para que los microorganismos puedan realizan la fotosíntesis. Esto les da esperanza para pensar en mecanismos mucho más efectivos para aprovechar la escasa luz solar y utilizar ese conocimiento en energías renovables.
Gracias al análisis computacional de las muestras, el equipo de expertos ha logrado identificar los huéspedes de cerca de 10.000 virus. Y establecer diferentes conexiones entre bacterias y virus. «La mayoría de estas conexiones – añade Natalia Ivanova, coautora del estudio – eran previamente desconocidas, e incluyen la identificación de 16 nuevos filos desconocidos para la ciencia. Uno de los aspectos más importantes de este estudio es que no nos centramos en un solo tipo de hábitat. En lugar de ello, hemos explorado los virus de todo el planeta y su flujo por los diferentes ecosistemas. Hemos aumentado el número de secuencias virales cincuenta veces y el 99% por ciento de las familias de virus identificadas no están relacionadas con cualquier virus previamente secuenciados. Esto proporciona una enorme cantidad de nuevos datos que se estudiarán con más detalle en los próximos años. Hemos creado el primer mapa global de la distribución viral”.
El hallazgo no solo tendrá un notable impacto en fuentes energéticas, también en medicina, genética, cambio climático y conservación
Juan Scaliter
