De la exploración de la biosfera rara
Una de las novedades que implicó el uso de la secuenciación masiva en ecología microbiana fue que comenzamos a descubrir poblaciones microbianas que de otra forma no tendríamos forma de conocer. En esta revisión Michael Lynch y Josh Neufeld hacen una revisión de los métodos experimentales y como ha cambiado nuestra percepción de la diversidad microbiana desde el uso de genes ribosomales por Woese y Fox estableciendo un marcador molecular para la diversidad en comunidades microbianas y como ellos comenzaron esta exploración con cerca de 25 secuencias disponibles en ese entonces.
Conviene también revisar trabajos como el de Sogin donde son los primeros en identificar variantes de baja abundancia con mucha diversidad.
Lo que llama la atención es que la mayoría de los trabajos de microbiomas comienza por descartar a la biosfera rara, eliminando los singletons, por decreto, casi por actos de fe alegando de la pureza de los errores inducidos por la secuenciación masiva, usando fragmentos de secuencia cortos (100-200 pb), con parámetros inventados de identidad de secuencia en los 1970s.
La diversidad rara se define como un término arbitrario donde se describe la diversidad de miembros de una comunidad microbiana con abundancias < 0.1 % de la comunidad total. Con el tipo de enfoques de eliminar dicha diversidad estamos tirando a la basura información que puede ser importante, parece que la diversidad asusta y que no se quiere reconocer a la diversidad que corresponde a la evolución de bacterias, que son unicelulares y han tenido la mayor cantidad de tiempo para evolucionar genética y fenotípicamente.
Mediante metagenómica total se ha logrado comprobar que incluso en sistemas sencillos los microorganismos de baja abundancia tienen relevancia metagenómica. En la revisión mencionan el caso de un biorreactor donde encontraron genomas completos de microorganismos que hubieran sido desechados por los puristas del análisis de microbiomas debido a su baja abundancia (0.06-1.58%), sin embargo se comprobó su relevancia ya que se pudieron ensamblar varios genomas completos de estos organismos a partir de los metagenomas. Lo cual hace que nos preguntemos qué tan válido es despreciar a ciertos miembros de la comunidad con análisis de microbiomas.
Además de explorar las dificultades técnicas para definir a la biosfera rara también se presenta una colección de posibilidades de cuáles son los orígenes posibles de dicha diversidad como: selección negativa dependiente de frecuencia mediada por fagos, gradientes tafonómicos (DNA de los muertos), banco de semillas microbiano, reina negra. En fin, proponen mecanismos de la importancia genética y funcional de los microbios y presentan algunos mecanismos para adaptarse a vivir en baja frecuencia.
Referencia:
Lynch, Michael D.J., and Josh D. Neufeld. 2015. “Ecology and Exploration of the Rare Biosphere.” Nature Reviews Microbiology 13 (4). Nature Publishing Group: 217–29. doi:10.1038/nrmicro3400.
