Metabolismo de metales en bacterias endolíticas antárticas

Dra. Elena Fabiano, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE)

Si bien más del 80% del volumen de la biosfera se encuentra a temperaturas por debajo de los 4˚C y que la mayor parte de la biomasa es microbiana, muy poco se sabe sobre la biología de los microorganismos que habitan ambientes permanentemente fríos. La Antártida es el continente más frío y seco del planeta y sufre de condiciones climáticas extremas las que incluyen temperaturas extremadamente bajas, baja humedad atmosférica, baja biodisponibilidad de agua, períodos de alta incidencia de radiación UV y largos períodos de obscuridad. A pesar de ello, las comunidades microbianas logran sobrevivir exitosamente en este ambiente, especialmente en el interior de las rocas. Las comunidades microbianas que habitan las rocas se conocen como comunidades endolíticas y se ha estimado que aproximadamente un 80% de la población microbiana del planeta es endolítica. Las comunidades microbianas endolíticas colonizan las fisuras, poros, intersticios, fracturas de las rocas y esos nichos pueden representar el principal refugio para la vida en algunos lugares extremos del planeta. Los microbios participan directamente del devenir de las rocas, pudiendo alterar directa o indirectamente sus propiedades físico químicas.

El objetivo de nuestro trabajo está dirigido a la caracterización de la diversidad funcional de los microbios que habitan las rocas antárticas. En particular nos enfocamos en el estudio de los sistemas bacterianos que participan en el mantenimiento de la homeostasis de metales como hierro, níquel, zinc, manganeso, cobre, cobalto, plata. Nos interesa determinar la capacidad bacteriana de producir pigmentos y determinar si la producción de pigmentos depende de la tolerancia a metales. Desde el año 2011 nuestro equipo ha realizado incursiones periódicas en la Antártida. Si bien las campañas se han centrado fundamentalmente en la Isla Rey Jorge, también prospectamos un sitio en la península antártica. Durante las giras de prospección se colectaron muestras de diferentes nichos como ser agua de lagos, agua de deshielo, nieve de glaciares, sedimentos, matas microbianas y también diferentes tipos de rocas. Nuestros estudios se centraron en la obtención y análisis de bacterias cultivables y también en la obtención de ADN total de la comunidad bacteriana (ADN metagenómico), construcción de metagenotecas funcionales y análisis de éstas. Actualmente hemos identificado diferentes bacterias cultivables presentes en dos muestras de rocas antárticas. La mayoría de las cepas aisladas fueron Actinobacterias (Gram positivas) y estaban relacionadas a los géneros Arthrobacter y Mucilaginibacter y en menor proporción se encontraron Rhodococcus, Hymenobacter, Frigobacterium y Cryobacterium. Interesantemente, muchos aislamientos mostraron una baja identidad (96% o menos) con secuencias disponibles en las bases de datos públicas, lo cual reflejaría la novedad de estas bacterias. Identificamos aislamientos capaces de crecer y de producir funciones relacionadas a la transformación de metales a 5°C. Nuestro interés actual es expandir la colección de bacterias cultivables endolíticas presentes en diferentes tipos de rocas. Estamos también, optimizando los protocolos para construir metagenotecas funcionales y analizar la información genética presente en el ADN bacteriano de la comunidad endolítica.