El mayor estudio de ADN oceánico vislumbra las infinitas aplicaciones de la vida marina

El océano es el mayor hábitat del mundo y también el más desconocido, y aunque su increíble biodiversidad esconde un enorme potencial, se sabe muy poco de ella. Ahora, gracias a un equipo internacional de científicos, la riqueza oceánica será algo más comprendida.

El estudio, liderado por el investigador Carlos Duarte, de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí, es la mayor y más compleja base de datos de microbios marinos (esenciales para la vida humana por su influencia en la salud del océano y el clima terrestre).

Este catálogo global de ADN oceánico supone un importante avance científico porque ofrece información sobre las aplicaciones de la vida marina a la ciencia y la sociedad, desde la innovación biotecnológica hasta el seguimiento de los efectos del cambio climático.

"El Catálogo Global de Genes Oceánicos KMAP 1.0 supone un gran paso adelante en la comprensión de la diversidad de los océanos, ya que contiene más de 317 millones de grupos de genes de organismos marinos de todo el mundo", explica Elisa Laiolo, autora principal del estudio y profesora de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí. 

Además, el catálogo estará disponible gratuitamente a través de la Plataforma de Análisis Metagenómico de la KAUST (KMAP).

"Los científicos pueden acceder al catálogo de forma remota para investigar cómo funcionan los diferentes ecosistemas oceánicos, rastrear el impacto de la contaminación y el calentamiento global, y buscar aplicaciones biotecnológicas como nuevos antibióticos o nuevas formas de descomponer los plásticos: ¡las posibilidades son infinitas!", destaca Carlos Duarte, autor principal del estudio e investigador en la KAUST.

Nuevas tecnologías y secuenciación de genes

Los investigadores llevan cientos de años cartografiando la biodiversidad marina pero en los últimos años, dos avances tecnológicos han sido claves.

El primero, la llegada de las tecnologías de secuenciación del ADN, que han permitido identificar organismos directamente a partir del agua y los sedimentos oceánicos, y el segundo, el desarrollo de la tecnología computacional y de la Inteligencia Artificial, capaces de analizar el material genético de miles de muestras oceánicas.

El equipo analizó secuencias de ADN de 2.102 muestras oceánicas tomadas a diferentes profundidades y en distintos lugares del mundo e identificó 317,5 millones de grupos de genes, de los cuales más de la mitad podían clasificarse según el tipo de organismo y la función del gen.

Al cotejar esta información con la ubicación de la muestra y el tipo de hábitat, el catálogo resultante proporciona información sin precedentes sobre qué microbios viven dónde y qué hacen.

El catálogo ya ha revelado diferencias en la actividad microbiana de la columna de agua y el fondo oceánico, y un sorprendente número de hongos que viven en la zona mesopelágica "crepuscular".

Estos y otros datos ayudarán a los científicos a comprender cómo los microbios que viven en distintos hábitats configuran los ecosistemas, contribuyen a la salud de los océanos e influyen en el clima.

Además, el catálogo también servirá de referencia para seguir el efecto de las actividades humanas, como la contaminación y el calentamiento global, sobre la vida marina, y ofrecerá una gran cantidad de material genético que los investigadores pueden explorar en busca de nuevos genes que podrían utilizarse para el desarrollo de fármacos, la energía y la agricultura.

Hacia un genoma oceánico global

El KMAP Ocean Gene Catalog 1.0 es un primer paso hacia el desarrollo de un atlas del genoma oceánico mundial, que documentará todos los genes de todas las especies marinas del mundo, desde bacterias y hongos hasta plantas y animales.

"Nuestro análisis pone de relieve la necesidad de seguir muestreando los océanos, centrándonos en zonas poco estudiadas, como las profundidades marinas y los fondos oceánicos. Además, dado que el océano está en constante cambio -tanto por la actividad humana como por los procesos naturales-, el catálogo necesitará una actualización continua", afirma Laiolo.

Sin embargo, pese a sus evidentes ventajas, el futuro del catálogo es incierto, advierte Duarte, principalmente por la legislación internacional sobre el reparto de beneficios de los descubrimientos realizados en aguas internacionales.

"Aunque el Tratado de Alta Mar de 2023 ofrece algunas soluciones, puede obstaculizar inadvertidamente la investigación al reducir los incentivos para que empresas y gobiernos inviertan. Esta incertidumbre debe resolverse ahora que hemos llegado al punto en que las tecnologías genéticas y de inteligencia artificial podrían desbloquear una innovación y un progreso sin precedentes en la biotecnología azul", advierte el investigador.