Hologenómica: aclarint la relació entre l'host i el microbi

2021/11/02 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biologia
• Abeltzaintza
• Bioteknologia
• Genetika

Alberdi i socis han publicat un article en la revista Nature Reviews Genetics sobre els mitjans per a fer aquest pas. L'Hologenoma és el conjunt de genomes de tots els organismes que formen un animal o planta: el de l'hoste i els seus microorganismes. Alberdi creu que les tècniques de seqüenciació actuals, el CRISPR-Cas9 i la capacitat computacional ja permeten realitzar una anàlisi sistemàtica de les característiques genètiques de qualsevol hoste i els seus microbis, integrant aquesta variable en les recerques biològiques convencionals.

Fins ara era necessari realitzar cultius cel·lulars, assajos funcionals o microscòpia per a caracteritzar un a un els tàxons microbians de l'hoste, per la qual cosa la capacitat dels científics era molt limitada. La complexitat microbiana és, a més, important: no són només bacteris, sinó virus, arquejos, fongs, protozous o helmints. No obstant això, les noves tecnologies moleculars permeten seqüenciar genomes complets en mostres amb mescles complexes d'ADN i tots alhora.

Segons els investigadors, una ampliació de l'hologenómica permetrà a la ciència determinar com influeixen les característiques genètiques dels hostalers i microorganismes en les interaccions intracomunitàries. Per exemple, com la morfologia intestinal dels animals produeix gradients d'oxigen per als bacteris, com la producció de lípids de l'hoste condiciona el microbiota superficial, o com els bacteris alteren l'expressió dels gens de l'hoste.

Hologenómica aplicada a la ramaderia

Antton Alberdi Estibaritz, biòloga de la Universitat de Copenhaguen. Ed. Iñigo Ibáñez

A través de l'Hologenómica, Alberdi i els seus membres analitzen la interacció entre els caps de bestiar i els microorganismes amb els quals conviuen, i consideren que té una gran influència en la salut i producció animal. S'ha convertit ja en una prioritat estratègica global en la ramaderia. “Estem desenvolupant una nova tecnologia per a reconstruir aquestes interaccions en tres dimensions. Els diem paisatges 3D'ómicos”, diu Alberdi. “Bàsicament estem estudiant com s'expressen els gens de tots ells a escala microscòpica. Si aclarim quines són les característiques genètiques dels animals/plantes i microorganismes que més augmenten la producció, podem manipular activament la comunitat microbiana. Ara es realitza mitjançant probióticos i prebiòtics, però no és molt efectiu. L'Hologenómica ens permetrà buscar les comunitats més adequades amb un coneixement molt més precís”.

“Aplicarem primer en el cultiu de gallines i porcs, però la tecnologia serà aplicable a l'agricultura, la biomedicina i també a la conservació de la naturalesa”. És més, els investigadors creuen que ajudarà a resoldre les interaccions i relacions universals entre els diferents tipus d'éssers vius del planeta.

Davant el canvi climàtic

A més, els microorganismes poden ajudar els animals i plantes a adaptar-se al canvi climàtic. “Els bacteris experimenten una evolució genètica molt ràpida, que es duplica constantment a diferència dels hostalers. Molts animals i plantes mancaran de capacitat per a desembolicar-se genèticament amb relativa rapidesa davant el canvi climàtic. Hauran de comptar amb la col·laboració de microorganismes que seran els que els proporcionin una adaptabilitat addicional”.