En el Proyecto de Microbioma de la Tierra, un extenso equipo global codirigido por investigadores de la Universidad de California en San Diego, el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, la Universidad de Chicago y el Laboratorio Nacional de Argonne recolectó más de 27,000 muestras de numerosos y diversos entornos de todo el mundo.Analizaron las colecciones únicas de microbios, los microbiomas, que viven en cada muestra para generar la primera base de datos de referencia de bacterias que colonizan el planeta. Gracias a los protocolos recién estandarizados, los métodos analíticos originales y el intercambio abierto de datos, el proyecto continuará creciendoy mejorar a medida que se agreguen nuevos datos.
El documento que describe este esfuerzo, publicado el 1 de noviembre en Naturaleza , fue coautor de más de 300 investigadores en más de 160 instituciones en todo el mundo.
El Proyecto del Microbioma de la Tierra fue fundado en 2010 por Rob Knight, PhD, profesor de la Facultad de Medicina de UC San Diego y director del Centro de Innovación de Microbiomas de la UC San Diego; Jack Gilbert, PhD, profesor y director de la facultad del Centro de Microbiomaen la Universidad de Chicago y líder de grupo en Ecología Microbiana en el Laboratorio Nacional de Argonne; Rick Stevens, PhD, director de laboratorio asociado en el Laboratorio Nacional de Argonne y profesor y miembro principal de la Universidad de Chicago; y Janet Jansson, PhD, científica en jefe de biología y laboratorio.en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico. Knight, Gilbert y Jansson también son coautores principales del artículo de Nature y Stevens es coautor.
"Las aplicaciones potenciales para esta base de datos y los tipos de preguntas de investigación que ahora podemos hacer son casi ilimitadas", dijo Knight. "Aquí hay solo un ejemplo: ahora podemos identificar de qué tipo de entorno proviene una muestra en más de 90porcentaje de casos, simplemente conociendo su microbioma, o los tipos y cantidades relativas de microbios que viven en él. Eso podría ser información forense útil en la escena del crimen ... piense 'CSI' ".
El objetivo del Proyecto del Microbioma de la Tierra es tomar muestras de la mayor cantidad posible de comunidades microbianas de la Tierra para avanzar en la comprensión científica de los microbios y sus relaciones con sus entornos, incluidas las plantas, los animales y los humanos. Esta tarea requiere la ayuda de científicosde todo el mundo. Hasta ahora, el proyecto ha abarcado siete continentes y 43 países, desde el Ártico hasta el Antártico, y más de 500 investigadores han contribuido a la recolección de muestras y datos. Los miembros del proyecto están utilizando esta información como parte de aproximadamente100 estudios, la mitad de los cuales han sido publicados en revistas revisadas por pares.
"Los microbios están en todas partes", dijo el primer autor Luke Thompson, PhD, quien asumió el papel de gerente de proyecto mientras era investigador postdoctoral en el laboratorio de Knight y actualmente es investigador asociado en la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica NOAA. "antes de esta empresa masiva, los cambios en la composición de la comunidad microbiana se identificaban principalmente al enfocarse en un tipo de muestra, una región a la vez. Esto dificultaba la identificación de patrones entre entornos y geografía para inferir principios generalizados ".
Los miembros del proyecto analizan la diversidad bacteriana entre diversos entornos, geografías y químicas mediante la secuenciación del gen 16S rRNA, un marcador genético específico para bacterias y sus parientes, arqueas. Las secuencias 16S rRNA sirven como "códigos de barras" para identificar diferentes tipos de bacterias, permitiendoinvestigadores para rastrearlos a través de muestras de todo el mundo. Los investigadores del Proyecto del Microbioma de la Tierra también utilizaron un nuevo método para eliminar los errores de secuencia en los datos, lo que les permite obtener una imagen más precisa de la cantidad de secuencias únicas en los microbiomas.
Dentro de esta primera publicación de datos, el equipo del Proyecto del Microbioma de la Tierra identificó alrededor de 300,000 secuencias únicas de rRNA microbiano 16S, de las cuales casi el 90 por ciento no tienen coincidencias exactas en bases de datos preexistentes
Las secuencias de ARNr 16S preexistentes son limitadas porque no fueron diseñadas para permitir a los investigadores agregar datos de una manera que sea útil para el futuro. El coautor del proyecto, Jon Sanders, PhD, investigador postdoctoral en el laboratorio de Knight, compara la diferencia entreestas otras bases de datos y el Proyecto del Microbioma de la Tierra para la diferencia entre una guía telefónica y Facebook ". Antes, tenía que escribir para obtener su secuencia en la lista, y la lista contendría muy poca información sobre de dónde vino la secuencia o qué otras secuenciasse encontró con ", dijo." Ahora, tenemos un marco que admite todo ese contexto adicional, y que puede crecer orgánicamente para admitir nuevos tipos de preguntas e ideas ".
"Hay grandes franjas de diversidad microbiana que quedan por catalogar. Y, sin embargo, hemos 'recapturado' aproximadamente la mitad de todas las secuencias bacterianas conocidas", dijo Gilbert. "Con esta información, los patrones en la distribución de los microbios de la Tierra ya están surgiendo"
Según Gilbert, una de las observaciones más sorprendentes es que las secuencias únicas de 16S son mucho más específicas para entornos individuales que las unidades típicas de especies utilizadas por los científicos. La diversidad de entornos muestreados por el Proyecto del Microbioma de la Tierra ayuda a demostrar cuántoEl entorno local da forma al microbioma. Por ejemplo, los microbiomas de la piel de los cetáceos ballenas y delfines y los peces son más similares entre sí que al agua en la que nadan; a la inversa, la sal en los microbiomas de agua salada los distingue del agua dulce,pero aún son más similares entre sí que con la piel de los animales acuáticos. En general, los microbiomas de un huésped, como un ser humano o animal, eran bastante distintos de los microbiomas de vida libre, como los que se encuentran en el agua y el suelo., los microbiomas de vida libre eran mucho más diversos, en general, que los microbiomas asociados al huésped.
"Estos patrones ecológicos globales ofrecen solo un vistazo de lo que es posible con un muestreo coordinado y acumulativo", dijo Jansson. "Se necesita más muestreo para tener en cuenta factores como la latitud y la elevación, y para rastrear los cambios ambientales a lo largo del tiempo. La TierraMicrobiome Project proporciona un recurso para la exploración de innumerables preguntas y un punto de partida para la adquisición guiada de nuevos datos para responderlas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Heather Buschman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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