Nuevo árbol de la vida microbiana

El árbol de la vida es uno de los principios organizativos más importantes de biología. El seguimiento de los genes sugiere la existencia de un enorme número de ramas de los mismos, pero incluso una aproximación de la escala completa del árbol ha sido difícil de alcanzar. Representaciones recientes del árbol de la vida se han centrado o bien en la naturaleza de las relaciones evolutivas profunda o en el conocimiento de la diversidad conocida bien clasificada de la vida con énfasis en las células eucariotas. Estos enfoques tienen cambios dramáticos en nuestra comprensión de la diversidad de vida como resultado del muestreo genómico de ambientes previamente no examinados. Nuevos métodos para generar secuencias del genoma iluminan la identidad de los organismos y sus capacidades metabólicas, colocándolos en el contexto de su comunidad y ecosistema.

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Los autores de un estudio publicado en Nature Microbiology, cuyo primer firmante es la Dra. Laura A. Hug, del Department of Earth and Planetary Science, de la Universidad de Berkeley, California, han utilizado nuevos datos genómicos de más de 1.000 organismos no cultivados y poco conocido, junto con secuencias publicadas, para inferir una versión ampliada de manera espectacular del árbol de la vida, con las bacterias, Archae y Eukarya incluidas. La representación es a la vez una visión global y una instantánea de la diversidad dentro de cada linaje importante. Los resultados ponen de manifiesto el predominio de la diversificación bacteriana y subrayan la importancia de organismos que carecen de representantes aislados, con una evolución sustancial concentrada en una importante radiación de tales organismos. Esto pone de relieve los árboles de grandes linajes actualmente insuficientemente representadas en los modelos biogeoquímicos e identifica las propagaciones que son probablemente importantes para futuros análisis evolutivos.

Los enfoques primitivos para describir el árbol de la vida distinguían los organismos en función de sus características físicas y aspectos metabólicos. Los métodos moleculares ampliaron espectacularmente la diversidad que podría incluirse en el árbol, ya que podían eludir la necesidad la observación directa y la experimentación, apoyándose en genes secuenciados como marcadores de linajes. La observación de genes, por lo general utilizando el ARN del ribosoma de la subunidad pequeña del gen (SSU rRNA), han suministrado una visión excepcional y novedosa del mundo biológico, pero quedan Sin títulopreguntas acerca de la estructura y el alcance de la diversidad. Organismos de nuevos linajes han eludido la visión general, porque muchos son invisibles a estos métodos debido a la divergencia de secuencias relacionadas con los cebadores usados comúnmente para amplificación génica. Además, las secuencias inusuales, incluyendo aquellos con inserciones inesperadas, pueden ser descartadas como artefactos.

Los científicos de han creada un nuevo árbol de la vida que muestra las relaciones entre todos los seres vivos conocidos, que normalmente taxonomistas clasifican en uno de estos tres e dominios: eucariotas, bacterias y arqueas. Una de las ramas más importantes de este nuevo árbol se compone de bacterias hijo que son esencialmente nuevas para la ciencia.

El nuevo árbol se basa en datos de la secuencia del genoma de acceso público complementado por la propios secuenciación metagenómica de los investigadores de más de 1.000 especies cuyos genomas microbianos no estaban disponibles anteriormente. Estas especies se tomaron muestras de diferentes entornos remotos, incluyendo un acuífero, y la boca de dos delfines. Determinar la relación y construir el árbol, los investigadores compararon las secuencias de aminoácidos de las proteínas de la unidad 16 del ribosoma.

La rama misterios del árbol, llamada el Candidate Phyla Radiación (CPR), es enorme: aproximadamente un tercio de la diversidad génica dentro de la totalidad de árboles, tanto como la de las eucariotas y arqueas juntas.

Muchos de los genes aislados a partir de bacterias de CPR son de función desconocida, representando una rica fuente de información para la biotecnología.

Hug LA et al. A new view of the tree of life. Nature Microbiology 2016; doi:10.1038/nmicrobiol.2016.48, 2016.

http://www.nature.com/articles/nmicrobiol201648