Hologenómica: clarificando a relación entre o host e o microbio

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

 
Nos últimos anos, a bioloxía realizou un cambio cualitativo na comprensión de animais e plantas: agora ve a cada animal ou planta como una comunidade de moitas especies, sabendo que neles se atopan moitos dos microbios que forman o microbiota. Os exemplos máis coñecidos son os microbiotas do intestino animal e as raíces das plantas, pero hai moitos tipos de comunidades. As interaccións entre os membros da comunidade condicionan as características anatómicas, metabólicas, inmunológicas, etc. dos organismos. Estas interaccións dinámicas son investigadas polo biólogo da Universidade de Copenhague, Antton Alberdi Estibaritz, quen considera que a ciencia pode dar un gran paso: integrar sistematicamente esta mirada en investigacións biolóxicas.
Ed. Alberdi et ao., Adaptado de Nature Reviews Genetics.

 

Alberdi e socios publicaron un artigo na revista Nature Reviews Genetics sobre os medios paira dar este paso. O Hologenoma é o conxunto de xenomas de todos os organismos que forman un animal ou planta: o do hóspede e os seus microorganismos. Alberdi cre que as técnicas de secuenciación actuais, o CRISPR-Cas9 e a capacidade computacional xa permiten realizar unha análise sistemática das características xenéticas de calquera hóspede e os seus microbios, integrando esta variable nas investigacións biolóxicas convencionais.

Até agora era necesario realizar cultivos celulares, ensaios funcionais ou microscopía paira caracterizar un a un os taxones microbianos do hóspede, polo que a capacidade dos científicos era moi limitada. A complexidade microbiana é, ademais, importante: non son só bacterias, senón virus, arqueos, fungos, protozoos ou helmintos. Con todo, as novas tecnoloxías moleculares permiten secuenciar xenomas completos en mostras con mesturas complexas de ADN e todos á vez.

Segundo os investigadores, una ampliación da hologenómica permitirá á ciencia determinar como inflúen as características xenéticas dos hostaleiros e microorganismos nas interaccións intracomunitarias. Por exemplo, como a morfología intestinal dos animais produce gradientes de osíxeno paira as bacterias, como a produción de lípidos do hóspede condiciona o microbiota superficial, ou como as bacterias alteran a expresión dos xenes do hóspede.

Hologenómica aplicada á gandaría

Antton Alberdi Estibaritz, bióloga da Universidade de Copenhague. Ed. Iñigo Ibáñez

A través da Hologenómica, Alberdi e os seus membros analizan a interacción entre as reses e os microorganismos cos que conviven, e consideran que ten una gran influencia na saúde e produción animal. Converteuse xa nunha prioridade estratéxica global na gandaría. “Estamos a desenvolver una nova tecnoloxía paira reconstruír estas interaccións en tres dimensións. Chamámoslles paisaxes 3D'ómicos”, di Alberdi. “Basicamente estamos a estudar como se expresan os xenes de todos eles a escala microscópica. Se aclaramos cales son as características xenéticas das animais/plantas e microorganismos que máis aumentan a produción, podemos manipular activamente a comunidade microbiana. Agora realízase mediante probióticos e prebióticos, pero non é moi efectivo. A Hologenómica permitiranos buscar as comunidades máis adecuadas cun coñecemento moito máis preciso”.

“Aplicaremos primeiro no cultivo de galiñas e porcos, pero a tecnoloxía será aplicable á agricultura, a biomedicina e tamén á conservación da natureza”. É máis, os investigadores creen que axudará a resolver as interaccións e relacións universais entre os diferentes tipos de seres vivos do planeta.

Ante o cambio climático

Ademais, os microorganismos poden axudar aos animais e plantas a adaptarse ao cambio climático. “As bacterias experimentan una evolución xenética moi rápida, que se duplica constantemente a diferenza dos hostaleiros. Moitos animais e plantas carecerán de capacidade paira desenvolverse xeneticamente con relativa rapidez ante o cambio climático. Deberán contar coa colaboración de microorganismos que serán os que lles proporcionen una adaptabilidad adicional”.