Hito para la ciencia

Investigadores realizan inédita secuenciación genética masiva en la Antártica

Un equipo multidisciplinario secuenció en tiempo real el ADN proveniente de muestras de pingüinos, mamíferos marinos y bacterias obtenidas en la isla Rey Jorge. La iniciativa, que contó con la participación del académico de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias, Víctor Neira, permitió identificar el genoma de diversos animales y cientos de microorganismos del Continente Blanco.

El equipo de científicos secuenció on line el ADN proveniente de muestras de animales como pingüinos y mamíferos marinos, así como de cientos de microoganismos (principalmente virus y bacterias).

Identificar y obtener bacterias ácido-lácticas, con potencial uso biotecnológico, fue el objetivo de la primera secuenciación genética masiva en tiempo real realizada en la base Profesor Julio Escudero de la Antártica. La campaña, ejecutada durante las dos últimas semanas del mes de enero en el marco de la Expedición Científica Antártica N°56 del Instituto Antártico Chileno (INACH), secuenció on line el ADN proveniente de muestras de animales como pingüinos y mamíferos marinos, así como de cientos de microoganismos (principalmente virus y bacterias) que habitan la isla Rey Jorge, ubicada en el archipiélago de las Islas Shetland del Sur.

La pionera iniciativa fue implementada en el marco del Proyecto INACH RT4217 -a cargo del profesor Javier Ferrer, de la Universidad de Concepción- con la colaboración del Proyecto Fondecyt 11170877, liderado por el académico de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile, Víctor Neira, y el apoyo del profesor Sunil Mor, de la Universidad de Minnesota. En esta oportunidad, la secuenciación tuvo como objetivo principal aislar bacterias para probar su uso como probióticos o remediadores ambientales.

En esta oportunidad, la campaña estuvo enfocada en la búsqueda de bacterias con propiedades o capacidades de remediación ambiental o que puedan ayudar a enfermedades que afecten a animales, como aves y cerdos. “Secuenciamos para identificar microorganismos que puedan ser útiles para limpiar de patógenos suelos o aguas, que tengan la capacidad de degradar algo o hidrolizar alguna molécula que pueda ser tóxica. En el fondo es limpiar algo de manera natural con un organismo vivo. Es lo mismo que lo que hacen los yogures con probioticos en tu organismo, en este caso se aplica lo mismo, pero en otros organismos”, explica el profesor Ferrer.

"Next Generation Sequencing"

El método utilizado por el equipo de científicos corresponde a la “Next Generation Sequencing” (NGS). Para ello se usó un equipo MinIon de Oxford Nanopore, el cual tiene la ventaja de ser portátil, ya que es más pequeño que un celular, puede ser usado directamente en terreno y secuenciar on line. “Una vez tomada la muestra, se extrae el material genético como ADN o ARN, luego se prepara la muestra para secuenciación, y finalmente se carga en el equipo. El proceso completo no dura más de 24 horas y se obtienen cientos de millones de lecturas de material genético. Eso sí, desde la primera hora de secuenciación uno ya puede conocer qué organismos están presentes en una muestra”, señala el profesor Neira.

En la actualidad, gran parte de las investigaciones microbiológicas y ecológicas incluyen secuenciación masiva entre sus actividades, trabajo que actualmente se realiza en Chile continental y muchas veces implica el envío de muestras al extranjero. “Usualmente, el transporte de las muestras requiere de cuidado y cadena de frio, además el proceso completo es lento y tedioso uno puede tener resultados meses después de haber tomado la muestra. Con esta tecnología entonces es posible soslayar esas complicaciones y tener resultados en tiempo real, evitando todos los problemas asociados al flujo de trabajo propio de estas técnicas. Para ejemplificar, nosotros en la mañana estábamos tomando las muestras y por la tarde secuenciando, algo inimaginable hasta hace algunos años atrás”, comenta Neira.

El futuro

Al final de la campaña, los investigadores a cargo de la iniciativa tuvieron la oportunidad de capacitar a algunos de sus pares presentes en la base Profesor Julio Escudero, e incluso algunos investigadores rusos se sumaron al entrenamiento en el uso de esta tecnología. "Creo que a futuro se debería contar con un equipo de secuenciación en Escudero, y en el resto de las bases antárticas, como una herramienta básica dentro de los laboratorios. El valor actual de esta tecnología lo permite y el costo beneficio es muy grande. Esto será algo más común que técnicas de laboratorio rutinarias como el PCR y se usará directamente en terreno, ayudará mucho las investigaciones en lugares extremos", plantea el académico de la Casa de Bello.

Esta es una herramienta tremendamente poderosa que permitirá entender mejor la biodiversidad de microorganismos presentes en el continente antártico o secuenciar por completo el genoma de un organismo, señaló el profesor Ferrer, quien agregó que “el tener la oportunidad de colaborar con un equipo multidisciplinar en Antártica y además poder analizar en tiempo real la microbiología tanto de las muestras originales como de los consorcios con potencial biotecnológico, ha sido una experiencia muy enriquecedora”. No solamente para el plano biotecnológico y medioambiental, sino también en plano de la salud. Ahora mismo, por ejemplo, ante el fenómeno del Coronavirus.

El profesor Neira indicó que este equipo seguirá siendo usado en la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile durante este año para seguir explorando su potencial. Señaló además que es posible que pueda ser llevado nuevamente a la Antártica en futuras expediciones para su masificación entre los investigadores.

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