Estudios metagenómicos de sedimentos polares y subpolares crónicamente contaminados revelan la importancia de los mecanismos anaeróbicos de degradación de hidrocarburos en el ambiente submareal

ESPÍNOLA, F; JANSSON, JANET; SJÖLING, SARA; BORGLIN, S; CARROLL, JOLYNN; DIONISI, HEBE M; MAC CORMACK, WALTER P.; LOZADA, MARIANA

Rosario

Congreso; Congreso Latinoamericano y Argentino de Microbiología 2016; 2016

ASM - American Society for Microbiology ASOMICROBIOTA - Asociación Latinoamericana de Microbiología y Biotecnología Ambiental FEMS - Federation of European Microbiological Societies IUMS - International Union of Microbiological Societies LACER - Latin Ame

Las comunidades microbianas proveen servicios ecosistémicos claves como el ciclado de nutrientes y la biodegradación de contaminantes. Un adecuado diagnóstico ambiental, así como el aprovechamiento de las capacidades biotecnológicas de los microorganismos, depende principalmente del conocimiento de su potencial metabólico. La metagenómica es una herramienta poderosa que permite estudiar los genomas de los microorganismos ambientales, sin el desvío asociado al cultivo en laboratorio. El objetivo de este trabajo fue caracterizar el potencial metabólico de las comunidades microbianas de sedimentos costeros crónicamente contaminados de zonas frías. Se analizaron 23 muestras de sedimento de 4 regiones polares y subpolares de ambos hemisferios: Fiordo de Advent, Archipiélago Svalbard, Océano Ártico; Puerto Värtahamnen, Mar Báltico, Suecia; Bahía Ushuaia, Tierra del Fuego, Argentina; y Caleta Potter, Isla 25 de Mayo, Antártida. El ADN metagenómico fue secuenciado masivamente (Illumina HiSeq 2000, una calle por muestra). Las lecturas fueron ensambladas y anotadas en el portal IMG (http://img.jgi.doe.gov/). A pesar de ser muy diferentes a nivel de composición microbiana, las comunidades de los diferentes sitios presentaron un perfil funcional similar. De 225 módulos funcionales del sistema KEGG analizados, sólo 29 presentaron diferencias significativas en sus abundancias relativas entre regiones (Kruskal-Wallis, p < 0.05, corregido por Bonferroni). Sin embargo, se evidenciaron diferencias que podrían ser atribuidas a factores ambientales, mayormente en módulos asociados al metabolismo energético (ej. nitrificación, reducción de nitrato y azufre, denitrificación, metanogénesis) y de biosíntesis de aminoácidos, cofactores y vitaminas. Los mejores descriptores de estas diferencias fueron la temperatura y salinidad, y luego la contaminación (Análisis Regularizado de Correlación Canónica). Se analizaron 14 genes asociados a la degradación de hidrocarburos (118.567 secuencias). Se observó una mayor prevalencia de genes asociados a la biodegradación anaeróbica de hidrocarburos (bssA, ebdA, bcrA, y bamA) en algunos casos superando en abundancia a genes involucrados en la degradación aeróbica de alcanos (alkB) . Estas secuencias fueron asignadas en su mayoría a microorganismos de la clase Deltaproteobacteria (Desulfobacterales, Desulfuromonadales, Syntrophobacterales), Betaproteobacteria (Rhodocyclales) y Clostridia (Clostridiales), en concordancia con análisis basados en la estructura de la comunidad (gen ARNr 16S). Los resultados de este trabajo amplían significativamente la información disponible para el diseño de herramientas moleculares de diagnóstico ambiental, evidenciando la necesidad de incluir los genes relacionados con la biodegradación anaeróbica de contaminantes. Dada la menor eficiencia de este tipo de mecanismos, nuestros resultados evidencian además un riesgo de acumulación de contaminantes en estos ambientes vulnerables.