Hacia una biblioteca nacional de la vida microscópica

A las bacterias, los hongos y otras variedades microscópicas de vida les aburren los climas estables. En España, el paisaje del norte de las provincias de Almería y Granada parece un erial devastado por los bandeos del termómetro, del frío estepario al calor tórrido.

Pero esa impresión cambia si se echa mano del microscopio. En condiciones climáticas tan extremas, los microorganismos proliferan a gusto. A pesar de su aspecto moroso, estas formas de vida pueden encerrar la clave de futuros teléfonos móviles sensibles a los cambios de temperatura, o la del mecanismo de nuevas enzimas que fabrican biodiésel 10 veces más rápido que las actuales.

El metagenoma serían las obras completas de una generación

Los 'termómetros moleculares' se pueden aplicar en nanotecnología

"Nuestros colegas iberoamericanos dicen que la mayor biodiversidad del mundo está en sus países, pero eso puede ser cierto sólo para las plantas y los animales. Para los microorganismos, lo mejor son las zonas templadas del planeta, como la nuestra", afirma el biólogo de la Estación Experimental del Zaidín (CSIC) Juan Luis Ramos. Es el coordinador del proyecto El metagenoma de la península Ibérica, el mayor reto español en una ciencia aún reciente, la metagenómica, que extrae y analiza el genoma de todas las especies presentes en un nicho biológico.

La zona citada de Almería y de Granada es sólo uno de los 100 lugares de toda España que se escudriñarán para encontrar microorganismos, en busca de toda la actividad biológica presente. Se esperan encontrar al menos 500 especies nuevas, teniendo en cuenta que sólo se conoce el 1% de los microorganismos existentes. En el proyecto participan también el Instituto de Catálisis (grupo liderado por Manuel Ferrer), el Centro Nacional de Biotecnología (grupo liderado por Víctor de Lorenzo), ambos del CSIC, y empresas como Secugen, especializada en secuenciación genómica.

Los lugares estudiados serán sitios especialmente libres de contaminación, como parques nacionales y naturales, aunque también se van a explorar otros, que han estado contaminados, para perfeccionar técnicas de la llamada biorremediación, la limpieza con métodos biológicos. El grupo de Ramos tiene experiencia en el estudio de la biodiversidad microbiana en el vertido causado por el naufragio del Prestige y ha identificado bacterias con nuevo potencial para tratar vertidos de crudo. Además, se estudiará por primera vez cómo varía la biodiversidad microbiana con la altitud.

La metagenómica rastrea el ADN de todas las formas de vida de un sitio sin dejarse un cabo suelto, por eso algunos se refieren a esta disciplina como la ciencia de la biodiversidad, el mejor modo de conocer la riqueza biológica de un lugar concreto. Para Ramos, "hacer metagenómica de una zona significa llegar a saberlo casi todo de su actividad biológica".

Dicho de otro modo, si el genoma de una especie fuera un libro, el metagenoma serían las obras completas de toda una generación de autores que han convivido en un mismo lugar y una misma época. Siguiendo con la comparación, el rastreo de los 100 puntos del proyecto pretende llegar más allá y crear una "biblioteca nacional de la vida microbiana en España", señala rotundo Ramos. Clones de todas esas especies se mantendrán en el primer Banco Nacional de Metagenómica, donde se agrupará y conservará el ADN metagenómico, que estará disponible a la comunidad científica para el futuro.

Ese volumen enorme de información no asusta a los investigadores; en proyectos anteriores analizaron ya varios millones de pares de bases -los enlaces básicos de las moléculas de ADN- y almacenaron más de 90.000 clones en una librería. Ahora la información se multiplica casi por 100, pero ya se dispone de la tecnología para manejarla. Para este nuevo proyecto, que se ubicará en Granada, cuentan con un presupuesto de 4,5 millones de euros financiados por una acción Consolíder-Ingenio 2010, seleccionada competitivamente.

Cómo sabe una bacteria que hace frío o calor por medio de determinadas proteínas, los llamados termómetros moleculares, es uno de los mecanismos de estos microorganismos con posibles aplicaciones en nanotecnología. Por ejemplo, en los teléfonos móviles, que son muy sensibles a los cambios de temperatura. Y desvelar ese mecanismo intentarán los científicos de este proyecto, que también investigarán enzimas que produzcan hidrógeno en presencia de oxígeno, o útiles para hacer nuevo biodiésel.

Para detectar esas habilidades de los microbios emplearán trampas genéticas: "Son trucos para seleccionar nuevas actividades basados en ensayos muy sencillos de laboratorio, como los acoplados a cambios de color en una reacción", explica Ramos.

Los socios industriales del Metagenoma de la Península Ibérica buscan también identificar nuevos productos que ayuden a sintetizar fármacos neurológicos, además de bacterias con nuevas proteínas que luchen contra los malos olores producidos en la industria.