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Antibioticos y flora bacteriana: una perspectiva metagenómica


En nuestros cuerpos alojamos al menos 10 veces más células bacterianas que células eucariotas (o “humanas”). En parte porque nuestros diferentes rincones ofrecen nichos ecologicos muy diversos que permiten el desarrollo de diferentes microorganismos estableciéndose relaciones simbióticas muy importantes. Por ejemplo, en nuestra piel y en nuestra intestino las comunidades microbianas compiten y excluyen a patógenos. Fisiológicamente las las bacterias del intestino realizan porcesos químicos importantisimos con implciancia en la fisiología y salud humana. Por lo tanto el empleo de antibióticos tiene consecuencias drásticas en este mutualismo.
Hasta hace diez años los estudios de la comunidad intestinal eran casi exlusivamente mediante técnicas dependientes de cultivo. En la última década empezaron a emplearse bibliotecas con secuencias de rRNA 16s que eran amplificadas por pcr directamente del ambiente, clonadas y sequenciadas, lo que dio mayor resolución filógenética ya que se pueden secuenciar directamente unos 5000 clones y analizar las secuqncias obtenidas. Hace muy poquito existen nuevas técnicas de secuenciamiento que abaratan el costo, evitan el clonado y aumentan la velocidad de obtención de datos, como por ejemplo la tecnología de pirosecuenciamiento. Se puede amplificar directamente una subregión del 16s rRNA obteniendoce CIENTOS DE MILES de secuencias!!!
Acaba de aparecer este trabajo muy bonito que tiene muchisimo valor porque explora la flora microbiana como nunca antes, mira con una resolucion impresionante la variedad inter individuos y muestra como los antibóticos perturban la flora pero tambén como se restaura despues de 4 semanas despues del tratamiento. Se basa en el análisis de más de 900.000 secuencias (450.000 de dos regiones diferentes de 16s). Además se toman el trabajo de hacer la mayor biblioteca de 16s jamás hecha para cualquier ambiente para comparar el metodo tradicional con el pirosecuenciamiento. Imaginen no sólo la capacidad de equipos sino tambien el poder computacional necesario para el análsis. Esto da informacion cuantitativa y cualitativa.
Asi vemos como nunca antes que los miembros más abundantes pertenecen a unos pocos géneros de los phyla Bacteroidetes y Firmicutes mientras que las proteobacterias, ( como nuestra conocida E.coli que fue la primera bacteria colónica descripta!) son muy minoritarios. La ciprofloxacina (Cp) que se pensaba relativamente benigna para la flora genera una fuerte perturbación, que sin embargo se restaura.

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Bacterias en el Aire


Muchas veces se caracterizan comunidades de baterias en diversos ambientes usando 16s rRNA. Ademàs tambièn se usa la aproximación metagenomica (secuenciar genes y ensamblarlos sin diferencias microorganismos) para caracterizar caracterìsticas de estas comunidades. Este trabajo (The airborne metagenome in an indoor urban environment.Tringe SG et al. PLoS ONE. 2008 Apr 2;3(4):e1862)tiene la originalidad de usar estas aproximaciones en el aire de un ambiente urbano. Comparan las comunidades exsitentes en el aire dentro del negocio con las de tierras y aguas cercanas. En primer lugar encuentran que en el aire hay muchisimas menos especies de bacterias, con un sesgo importante hacia las Caulobarcteriales y Xantomonadales. Por otro lado las bacterias se parecen más a las del polvo que se acumula dentro del ambiente a las de fuera del ambiente y deducen que los bichos podrìan ser traídos por los visitantes del shoping. Por ultimo se preguntan què hace que una bacteria pueda estar en el aire o no? Para esto ensamblan todos los genes que pueden del aire, el agua y el suelo y se fijan cuales estan sobrerrepresentados en el aire. Encuentran que las bacterias del aire tienen màs maquinarias de secrecion de proteinas, adhesinas, sideroforos y proteinas que ayudan a resisistir stress oxidativo, desecacion y luz UV. Muy bonito.

Qué hay en el mar? metagenómica de océanos.


Bueno,había prometido algo más ambiental. Este artículo de marzo de este año, revisa un poco los avances que la recoleccion de datos metagenómicos en el océnano respecto de otras técnicas del pasado, en particular las PCRs en base a rRNA permitieron en la compresión de la biodiversidad de microorganismos en los océanos. El artículo me parece buenísimo para meterse en contexto de un tema apasionante: cómo evaluar la diversidad microbiológica en un ambiente. Esto es crucial si se tiene en cuenta la bajísima proporción de organismos cultivables en el laboratorio.
Ahora voy a volar un poquito y quizas diga una tontería: qué lindo sería poder, en base a los genes hallados en el metagenoma oceánico, desarrollar medios de cultivo adecuados segun parámetros fisico-químicos-genómicos. Una vez evaluadas las correlaciones metgenoma/composicion del medio adecuado, podrían predecirse para nuevos ambientes qué medio emplear para cultivar a sus microorganismos en base a los datos metageómicos, o más aún: en base a datos metatranscriptómicos!!!!!! Hacer “colecciones Keio” de diferentes microorganismos podría servir para generar estas correlaciones.