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#CongresoSEM2021 destacado día 1: la microbiología del futuro

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La microbiología del futuro: la aplicación de las ómicas en microbiología
Jörg Overmann Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH

El Dr. Overmann, Coordinador de Biorecursos, Biodata y Salud Digital del Instituto Leibniz-Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares, nos transporta a la microbiología del futuro que ya está llamando a nuestras puertas, explicándonos lo que las técnicas ómicas pueden enseñarnos sobre las adaptaciones y funciones de las bacterias. A lo largo de su charla, el investigador nos ha presentado temas tan interesantes como el descubrimiento de la “materia oscura” o la parte insondable de la microbiología, que constituye la gran mayoría incultivable y desconocida de la vida invisible en la Tierra. Nos ha hablado de cómo establecer modelos de nichos ecológicos microbianos mediante técnicas independientes de cultivo, usando para ello el ejemplo del filo Acidobacteria, donde consigue una correlación significativa entre las predicciones y las características fisiológicas observables, lo que nos indica que este tipo de modelos nos pueden proveer de perspectivas donde no llegan los estudios fenotípicos de laboratorio. También ha abordado el reto de caracterizar microbiomas poco abundantes, como es el caso del microbioma del pulmón humano donde, a pesar de ser más abundantes las células bacterianas que nuestras propias células, la proporción desfavorable del tamaño de ambos tipos de genomas hace muy difícil el aislamiento de ADN bacteriano, por lo que se necesita un paso previo que no solo enriquezca la fracción procariota sino que también mantenga inalterada la composición de la comunidad microbiana. Otro problema típico de este tipo de microbiomas poco abundantes es la necesidad de detectar el ADN no auténtico presente en las muestras, ya sea por contaminación o como artefacto de las diferentes técnicas utilizadas. El Dr. Overmann nos ha ilustrado con el ejemplo del microbioma bucal. A pesar de todos estos avances, el Overmann ha finalizado su charla indicando que los aislados bacterianos aún son necesarios para la genómica comparativa de alta resolución que nos permita relacionar los genotipos con los fenotipos. Para ilustrar esto nos pone el ejemplo de un estudio sobre mecanismos de especiación en Phaeobacter, un microorganismo con alta flexibilidad metabólica, capaz de colonizar algas, briozoos, moluscos, crustáceos y peces, alternando estados de simbiosis y patogénesis. A partir de la genómica comparativa, Overmann y sus colaboradores han podido establecer cómo las diferencias fisiológicas impulsan la colonización de nichos potenciales, con una buena correlación entre la predicción y las propiedades fisiológicas, poniendo de manifiesto la importancia de la transferencia lateral de genes en su proceso evolutivo. En este mismo tema de genómica comparativa, ha terminado hablando de Clostridioides difficile, un patógeno nosocomial que causa colitis pseudomembranosa o diarrea asociada a antibióticos, con alta morbilidad y mortalidad. Esta especie presenta diferentes clados en su filogenia, que el profesor estudia usando el dominio B del gen tcdA del locus de patogenicidad, PaLoc. A pesar de que son capaces de detectar hasta 17 grupos diferentes de fagos, estas secuencias muestran alta co-diversificación y evidencian una infección reciente. Por el contrario, las cepas parecen diferir principalmente basándose en el contenido de los transposones, siendo por tanto estos elementos el mecanismo más efectivo propuesto para la adquisición de genes. A pesar de todos estos avances que cada vez más nos permiten usar la metagenómica y la modelización junto a análisis estadísticos en estudios con parámetros ambientales, el conferenciante concluye que, en ecotipos muy relacionados, entender bien la especiación sólo es posible si nos basamos en aislados cultivables ya que, hoy por hoy, los estudios dependientes de cultivo aún nos proveen de más sensibilidad que las ómicas. En cualquier caso, la información de alta calidad de los genomas nos puede dar una visión profunda en evolución genómica y en el papel del mobiloma en este proceso.

Resumen elaborado por Magdalena Martínez Cañamero de la Universidad de Jaén.

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