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Un nuevo enfoque en el estudio de la vida microscópica

Guadalupe Toalá
27/jul/2016

Se estima que el mundo existen 300 millones de perros, 4 mil millones de ratones, 23 mil tigres, sin embargo ninguno de ellos es un digno contrincante -en número, al menos- para el grupo más numeroso sobre la Tierra: las bacterias, las cuales son más numerosas que el total de estrellas visibles desde la Tierra.

Un grupo tan poderoso tendría que tener un número no despreciable de investigadores estudiándolo. Y uno de ellos visitó el Instituto de Física el 29 de abril de 2016 en el seminario Manuel Sandoval Vallarta. Luis David Alcaraz Peraza, investigador del Instituto de Ecología de la UNAM estudia estos microorganismos y presentó parte de su trabajo en su plática: “No estamos solos: genómica microbiana sus enseñanzas y aplicaciones”.

“La vida en el planeta está estimada que apareció hace 3.8 miles de millones de años aproximadamente, desde ese tiempo hasta ahora las bacterias han estado presentes y pueden vivir desde los 11 kilómetros de profundidad en el mar hasta los 65 kilómetros de altitud de la atmósfera”, explicó el investigador.

La masa de todas las bacterias pesa aproximadamente 2 mil veces más que la masa de todos los humanos juntos. Sin embargo, no solamente son muy numerosas sino que también existe una gran variedad de especies de bacterias. Si cada persona representara una especie distinta de bacteria, un gramo de suelo tendría la cantidad de especies de bacterias equivalente a llenar 4 veces el estadio Azteca de la Ciudad de México.

Aunque se sabe bastante sobre una mínima parte de ellas (apenas el 1%), es mucho lo que falta por investigar. Alcaraz investiga estos microorganismos por medio del estudio de la información genética que poseen, es decir la genómica microbiana.

La genómica microbiana es una disciplina que permite comparar el material genético de un microorganismo con el de otros, identificarlo y establecer la forma como se comporta ante estímulos controlados, de esta forma ha sido posible diferenciar especies de bacterias que no era posible distinguir de forma cualitativa, diseñar vacunas más específicas y ayudar en el tratamiento de enfermedades infecciosas.

Sin embargo, este tipo de análisis muestra complicaciones ya que las unidades básicas de material genético de las bacterias presentan un fenómeno natural y frecuente que da lugar a la transferencia horizontal de genes que forman transgénicos naturales. La transferencia horizontal consiste, básicamente, en que un organismo transfiere material genético a otro que no es su descendiente y esto dificulta diferenciar una especie de bacteria de otra, ya que las diferencias del material genético establecen si son especies diferentes.

Actualmente, la investigación de Alcaraz tiene un enfoque diferente conocido como la metagenómica. La diferencia es que se no considera específicamente el material genético de cada bacteria individual sino de todas como un conjunto, en comunidad, a partir de eso se puede estudiar el proceso de transferencia horizontal y obtener algunas características de las comunidades de bacterias.

“Los resultados obtenidos podrían ayudar a la salud o regenerar un ecosistema, como lo sería combatir la caries o reforestar zonas donde se presentan desechos mineros, respectivamente”, explica el investigador.

En el caso de comunidades bacterianas asociadas al humano como es el caso de la caries, Alcaraz observó que las personas sanas presentan mayor diversidad de bacterias pero, sorprendentemente, también una mayor abundancia de cepas específicas que inhiben a las bacterias causantes de la caries. Entonces, si se incorporaran a la pasta dental las bacterias inhibidoras sería posible disminuir el número de personas con este problema.

Por otro lado, para regenerar un ecosistema el investigador realiza un análisis microbiológico sistemático de la biodiversidad de los suelos de México, ya que a pesar de que muy poco del suelo es apto para cultivo agrícola en nuestro país, las plantas proliferan en todas las regiones. El equipo del ecólogo tomó muestras de suelo desde el altiplano hasta la costa y por medio de la metagenómica observaron la composición de especies de microorganismos que ayudan a una mejor respuesta en el crecimiento de las plantas y que podrían funcionar como una clase de biofertilizante.

“Es posible aplicar estos estudios de la diversidad de los suelos en desechos mineros en Nacozari de García, Sonora”, por ejemplo. Ahí, los desechos mineros depositados en el suelo tienen una alta concentración de metales pesados en forma de polvo, lo cual lo hace volátil, y por tanto presenta un riesgo para los habitantes y para la proliferación de la vida en esta región. A pesar de ello, existe una cantidad muy baja de plantas que sobreviven con muy pocos nutrientes.

Mientras que otros grupos de investigadores estudian la fisiología y ecología de las plantas que sobreviven, Alcaraz estudia las bacterias que están asociadas con este grupo de plantas para poder encontrar el conjunto de bacterias con las que se podría bioregenerar la región y por tanto también evitar los problemas respiratorios en la comunidad.

Este tipo de investigaciones podría ayudar a disminuir problemas de salud como la caries ya que es una enfermedad que tiene al menos 94 % de la población alguna vez en su vida, así como eliminar problemas de contaminación no solamente en zonas mineras sino también en otros tipos de ecosistemas con diversos suelos. Todo a través del estudio de organismos microscópicos vivos y su valiosísimo material genético.