O grupo Inmunoloxía e Xenómica do Instituto de Investigacións Mariñas (IIM) está aplicando novas técnicas e tecnoloxías para o estudo da biodiversidade mariña. Entre os seus traballos, o equipo estudou durante varios anos a mostraxe da columna de auga e do sedimento dunha zona costeira da ría de Vigo no marco do proxecto europeo VIVALDI. Descubriron, a nivel molecular, bacterias, organismos eucariotas e os cambios estacionais de abundancia. Identificaron tamén potenciais patóxenos e especies de fitoplancton tóxicas que poderían ter un “impacto crucial” no sector acuícula ou afectar a especies mariñas relevantes, como ás diatomeas. O equipo tamén puxo o foco na vixilancia destas augas tóxicas a través do método do bioensaio para mariscos.
O biólogo Antonio Figueras explica que o estudo revelou a presenza de distintas microalgas nocivas en sedimentos e en fraccións planctónicas, identificando especies como Pseudo-nitzschi e especies non reportadas previamente na área. Estes avances conseguíronse a través da aplicación da xenómica e a bioloxía molecular, que está permitindo ampliar coñecementos sobre a diversidade mariña. O estudo da diversidade funcional e taxonómica dos pequenos organismos mariños realizouse centrándose na súa morfoloxía. O grupo está desenvolvendo unha liña de investigación que desemboca en publicacións en revistas académicas de alto impacto, como Frontiers in Veterinary Science ou Science of The Total Environment.
O grupo tamén aplicou o coñecemento de xenómica e bioinformática para determinar o microbioma das augas residuais que se verten á ría de Vigo, e puxo o foco en especies filtradoras, como o mexillón, que poden acumular microrganismos debido ao seu carácter filtrador.
“Aínda que as tecnoloxías moleculares se aplican ampla e rutinariamente en investigación, a súa transferencia a laboratorios encargados do seguimento aínda non está consolidada. Así, enfocamos o noso interese neste grupo de organismos aplicando secuenciación masiva de xenes. Desta forma obtivemos información sobre a composición de microalgas tóxicas”, apunta Figueras. A investigadora Magalí Rey-Campos explica que “este enfoque molecular pode complementar os métodos baseados na morfoloxía, que xeralmente carecen de resolución a nivel de especie debido a diferenzas morfolóxicas sutís ou ao pequeno tamaño dalgúns organismos, e por ser métodos que requiren moito tempo e deben ser realizados por persoal altamente capacitado con experiencia taxonómica”.
Unha diversidade inclasificable
O grupo estimou que arredor dun 60% do material xenético que poden secuenciar nunha mostra de auga de mar, altamente complexa considerando a diversidade de microorganismos que pode conter, é aínda inclasificable usando algoritmos de comparacións de secuencias. “Os océanos son o gran reservorio da biodiversidade do planeta, algo fundamental para o seu funcionamento, xa que fornece osíxeno e absorbe parte do dióxido de carbono xerado pola actividade do ser humano emitido á atmosfera”, apuntan dende o equipo.
Con todo, os organismos mariños coñecidos probablemente sexan só unha pequena parte desta biodiversidade mariña. Sabemos que hai multitude de organismos microscópicos, descoñecidos aínda, dos que podemos dispoñer do seu material xenético. Teñen, tamén, unha extraordinaria diversidade funcional descoñecida e constitúen unha reserva excepcional de produtos bioactivos”, explica Beatriz Novoa, quen destaca que “esta biodiversidade en ambientes costeiros está en perigo polo efecto das actividades do ser humano e o cambio climático, o que implica que numerosas especies poderían desaparecer sen ser identificadas”.
Investigacións para identificar virus no ecosistema mariño
Noutro traballo, o grupo empregou unha aproximación metatranscriptómica, secuenciando RNA que identifica os xenes que realmente están activos nos organismos ou no medio ambiente, o que permitiu identificar e cuantificar virus, bacterias, protozoos e fungos en moluscos procedentes de distintos lugares do mundo. A detección de virus é, sen dúbida, a parte máis difícil dos seus estudos, xa que a diferenza de bacteria ou protozoos, non teñen secuencias xenéticas facilmente recoñecibles. Empregando a secuenciación de RNA (Metatranscriptómica) o grupo “desenmascarou” o viroma de moluscos, en concreto, os virus RNA, moito máis difíciles de rastrexar que os de DNA.
“A identificación de virus e comprensión da interacción viral con organismos nos ecosistemas mariños está na súa infancia. No grupo xa detectamos a presenza do SARS-Cov2 na pandemia de COVID non só en depuradoras distribuídas por toda Galicia senón tamén na auga de mar próxima aos efluentes e nos sedimentos e organismos mariños. A metatranscriptómica podería converterse nunha ferramenta útil para identificar virus mediante un enfoque amplo e o crecente número de xenomas e secuencias virais depositado nunha base de datos públicas”, destaca Antonio Figueras.
En total, neste traballo os investigadores do IIM detectaron 50 virus, dos cales 33 foron considerados novos virus debido á súa diverxencia con respecto a aqueles coñecidos. Os máis relevantes foron os virus RNA monocatenarios: picornavirus, nodavirus e rhabdovirus. Entre os resultados destaca o elevado número de rhabdovirus achados nos cefalópodos.
“Con este traballo confírmase a utilidade das técnicas de secuenciación masiva como unha gran ferramenta para monitorear e diagnosticar patóxenos e para prever e explicar posibles mortalidades masivas que, a día de hoxe, ou pasan desapercibidas ou son inexplicables coas técnicas e metodoloxías empregadas. Continuaremos desenvolvendo novas tecnoloxías complexas de xenómica e bioinformática que permitirán coñecer a gran diversidade de microorganismos nos océanos, fundamentalmente nos ambientes costeiros galegos, que son dos poucos lugares no mundo nos que se produce o fenómeno de afloramento”, avanzan desde o grupo.
