Se publican los primeros resultados de un importante proyecto de secuenciación de genes de algas

Un equipo internacional de más de 100 científicos, dirigido por la Universidad de East Anglia (Reino Unido) ha dado un paso importante para desvelar los secretos de algunos de los organismos más pequeños, pero más importantes de la Tierra. El trabajo revela que diferentes especies de algas microscópicas pueden comportarse de maneras sorprendentemente distintas debido a su genética. El proyecto 'Los 100 genomas de diatomeas' se publica en la revista 'PLOS Biology'.

El equipo espera que estos hallazgos puedan dar lugar a avances significativos en biotecnología, desde combustibles más limpios y sistemas de captura de carbono hasta nanotecnología avanzada para tratamientos médicos y sensores.

El proyecto de los 100 genomas de diatomeas, dirigido por el profesor Thomas Mock de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad de East Anglia, es el mayor proyecto de secuenciación de genomas de algas realizado hasta la fecha. Su objetivo es secuenciar los genomas de 100 especies de diatomeas, una clase de microalgas, para comprender mejor su papel en la captura de dióxido de carbono y como base de diversas redes tróficas acuáticas.

El primer artículo del proyecto, demuestra que los distintos tipos de diatomeas pueden comportarse de maneras muy diferentes. Y que estas diferencias probablemente estén relacionadas con su variada genética y la complejidad de sus estructuras celulares.

Se espera que este trabajo pueda descubrir nuevos procesos biológicos, formas únicas en que las diatomeas se han adaptado para sobrevivir en diferentes entornos y relaciones previamente desconocidas con otros organismos que viven dentro o junto a ellas.

También podría identificar genes y rasgos biológicos útiles que podrían emplearse en biotecnología, como el desarrollo de nuevos productos, la mejora de procesos industriales o la creación de soluciones innovadoras mediante la ingeniería genética y la biología sintética.

El profesor Mock, de la Facultad de Ciencias Ambientales de la UEA, declara: "Las diatomeas se encuentran en casi todos los hábitats marinos y de agua dulce y son la clase de algas con mayor diversidad de especies, con al menos 100.000 especies.

"Son importantes para el ecosistema mundial y contribuyen al 20% de la fijación global de carbono y la producción de oxígeno. También ayudan a trasladar el carbono desde la superficie del océano hasta las profundidades marinas, donde puede almacenarse durante largos períodos".

Al comparar la información genética de las diatomeas que viven en diferentes entornos, esperamos comprender mejor cómo funcionan estos organismos, cómo evolucionan y cómo desarrollan los rasgos que los hacen tan exitosos e importantes para la vida en la Tierra, así como la forma en que las especies están conectadas.

En definitiva, esto podría ayudar a los científicos a crear modelos que predigan desde el comportamiento de las células individuales hasta la respuesta de ecosistemas enteros al cambio ambiental. Estos conocimientos también son fundamentales para el avance de la biotecnología basada en diatomeas, por ejemplo, la nanotecnología para el desarrollo de sensores y la administración de fármacos, y las plataformas de biología sintética para la producción de nutracéuticos, como antioxidantes y suplementos dietéticos, así como biocombustibles y captura de carbono.

Anteriormente, los científicos solo habían estudiado en detalle los genomas, o planos genéticos, de unas 10 especies de diatomeas, lo que significa que la capacidad de aprovechar su biología única ha sido muy limitada.

Para abordar este problema, los investigadores crearon el Proyecto de los 100 Genomas de Diatomeas, que reúne a más de 100 científicos de 11 países para estudiar la genética de una gama mucho más amplia de especies y crear una gran colección de información genética y datos biológicos sobre las diatomeas, que son algunas de las plantas microscópicas más importantes del mundo.

El proyecto, que duró tres años, contó con la colaboración de casi 30 instituciones, entre ellas el Instituto Earlham y la Asociación de Biología Marina del Reino Unido. Los científicos también están yendo más allá de su objetivo original de secuenciar 100 genomas de diatomeas, combinando los datos con información genética recopilada por otros grupos de investigación de todo el mundo.

"La creación de un sistema común para describir y categorizar estas características facilitará a los investigadores de todo el mundo la comparación de especies de diatomeas y la combinación de sus hallazgos", destaca el profesor Mock. "Los primeros resultados sugieren que reunir toda esta información está funcionando bien y podría conducir a muchos descubrimientos fascinantes", finaliza.

Financiado por el Instituto Conjunto del Genoma (JGI) del Departamento de Energía de Estados Unidos, el proyecto refleja el interés del JGI en la investigación de algas para la producción de bioenergía y el papel de las algas en el ciclo de nutrientes.