Investigadores del CAB encuentran nuevos genes implicados en la resistencia a elevada salinidad

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Salmueras en Es Trenc Mallorca

Entre los hábitats naturales más extremos en la Tierra se encuentran los ambientes
hipersalinos y su estudio conlleva importantes implicaciones astrobiológicas por su
presencia en otros cuerpos planetarios. Para sobrevivir a las condiciones de elevada
salinidad, los microrganismos han desarrollado durante la evolución una batería de
mecanismos de adaptación.
En este trabajo, que ha estado liderado por un equipo científico del Centro de
Astrobiología (CSIC-INTA), en colaboración con investigadores del Instituto
Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA) (CSIC-UIB), se pudieron identificar
varios genes de resistencia a la sal procedentes del conjunto de genomas
(metagenoma) de microorganismos presentes en salmueras y en la rizosfera de
plantas halófitas de las salinas de Es Trenc (Mallorca). El estudio reveló la existencia
de nuevos genes y mecanismos relacionados con la resistencia a sal que no habían
sido descritos previamente, algunos de ellos relacionados con la reparación,
replicación y transcripción de los ácidos nucleicos. “Lo importante es identificar nuevos
mecanismos que puedan enriquecer el catálogo de los que ya conocemos”, explica
uno de los investigadores, Salvador Mirete.
Metagenómica funcional
Para realizar este estudio, se utilizó una aproximación que no requiere el cultivo de los
microrganismos en el laboratorio, conocida como metagenómica funcional. Esta
técnica permite transferir los genes presentes en el ambiente a una bacteria con la que
es posible trabajar en el laboratorio: Escherichia coli. En el estudio se utilizó una cepa
de E. coli sensible a la sal y se pudieron identificar los genes que podían conferir
resistencia a esta cepa.
Además, algunos de los genes identificados confirieron resistencia también a una
bacteria diferente, la Bacillus subtilis, demostrando la eficacia de estos genes para
resistir a la sal en bacterias muy alejadas filogenéticamente. Estos genes se podrían
transferir a plantas para hacerlas más resistentes a condiciones salinas y que se
puedan utilizar para colonizar suelos salinos, e incluso en sistemas de soporte de la
vida para facilitar el desarrollo de bases colonizadas en otros planetas, por ejemplo
Marte.
“Nuestro trabajo tiene varias vías posibles. La primera y fundamental es la de saber
por qué los microorganismos pueden resistir a la alta salinidad y qué mecanismos
emplean para ello, y esto puede ayudar a comprender los límites de la vida. Pero,
también hay aspectos biotecnológicos que se pueden aplicar, tanto en la exploración
espacial como en la Tierra”, asegura el investigador principal de este estudio, José
Eduardo González Pastor. “Con los genes encontrados se podrían modificar
organismos para que sean más resistentes a la sal, lo cual tiene utilidad en nuestro
planeta, en zonas desertizadas. Sería interesante generar plantas que, por ejemplo, se
adapten a suelos salinos, es lo que se conoce como fitorremediación”, recalca
González Pastor.
Con los resultados que se derivan de este estudio, se podrán comprender mejor los
mecanismos de adaptación a la elevada salinidad en los microorganismos terrestres.
Asimismo, ayudará a plantear nuevas hipótesis sobre la vida que se podría encontrar
en otros ambientes planetarios donde también se ha detectado esta condición
extrema, como son la superficie de Marte o el posible océano líquido presente bajo la
corteza de hielo de Encélado, una de las lunas de Saturno.
Sobre el CAB
El Centro de Astrobiología (CAB) es un centro de investigación mixto del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica
Aeroespacial (INTA). Creado en 1999, y asociado al NASA Astrobiology Institute (NAI),
es el primer centro del mundo dedicado específicamente a la investigación
astrobiológica. Su objetivo es estudiar, desde una perspectiva transdisciplinar, el
origen, presencia e influencia de la vida en el universo.
En el centro trabajan biólogos, químicos, geólogos, astrofísicos, planetólogos,
ingenieros, informáticos, físicos y matemáticos, entre otros. Además de todo lo que
tiene que ver con la comprensión del fenómeno de la vida tal y como lo conocemos (su
emergencia, condiciones de desarrollo, adaptabilidad a ambientes extremos, etc.),
también involucra la búsqueda de vida fuera de la Tierra (exobiología) y sus
derivaciones, como son la exploración espacial (planetología) y la habitabilidad. El
desarrollo de instrumentación avanzada es también uno de sus objetivos
fundamentales.
Actualmente, más de 150 investigadores y técnicos trabajan en el CAB en diferentes
proyectos científicos tanto nacionales como internacionales. En el CAB se ha
desarrollado el instrumento REMS (Rover Environmental Monitoring Station), una
estación medioambiental a bordo de la misión Mars Science Laboratory (MSL) de la
NASA que explora actualmente Marte. También participa en las próximas misiones a
Marte tanto de la NASA (instrumentos TWINS para InSight y MEDA para Mars2020)
como de la ESA (instrumento RAMAN/LIBS para ExoMars).