Superando los límites del cultivotaxogenómica y genómica comparativa de nuevas haloarqueas

Résumé

El estudio se ha centrado en la caracterización, mediante técnicas dependientes de cultivo, de las comunidades microbianas de diferentes ambientes hipersalinos localizados en la provincia de Huelva (salinas de Isla Cristina e Isla Bacuta y suelos hipersalinos de las Marismas del Odiel). El principal objetivo ha sido el aislamiento de nuevas arqueas y bacterias halófilas a partir de estos ambientes, que a su vez, pudieran representar una fracción importante de la microbiota halófila que allí habita. También hemos realizado la descripción de estos nuevos grupos aislados que representan nuevos taxones y estudios genómicos comparativos de algunos de los grupos caracterizados de mayor interés. Del total de cepas aisladas y en base a la secuenciación parcial del gen ARNr 16S se seleccionaron aquellas cuyos porcentajes de semejanza eran inferiores al 97-98 % o al 95 %, ante la posibilidad de que pudieran constituir nuevas especies o incluso nuevos géneros microbianos, respectivamente. Estos grupos han sido objeto de estudio en esta Tesis Doctoral mediante la realización de un análisis taxogenómico, que engloba la metodología clásicamente empleada para la descripción de especies procariotas (determinación de las características filogenéticas, genotípicas, fenotípicas y quimiotaxonómicas), así como el análisis bioinformático de los genomas de estos nuevos taxones a describir (determinación de su posición filogenómica y el cálculo de los parámetros genómicos: ANI, AAI e in silico DDH), tal y como requiere la actual taxonomía de procariotas. Dicho estudio ha permitido la descripción de dos nuevos géneros de haloarqueas, pertenecientes a los órdenes Halobacteriales y Haloferacales, Haloglomus gen. nov. y Halosegnis gen. nov., respectivamente, así como, ocho nuevas especies designadas como Halorientalis pallida sp. nov., Natronomonas salsuginis sp. nov., Haloglomus irregulare sp. nov., Halosegnis longus sp. nov., Halosegnis rubeus sp. nov., Halonotius aquaticus sp. nov., Halonotius terrestris sp. nov. y Halonotius roseus sp. nov. Con el propósito de comprobar si estos grupos eran realmente abundantes en los ambientes hipersalinos estudiados y para adquirir un conocimiento más detallado sobre su organización genómica, fisiología y metabolismo, realizamos estudios de ecología microbiana y de genómica comparativa de aquellos grupos descritos de especial interés. Los estudios ecológicos sobre los nuevos géneros Haloglomus, Halosegnis y Halonotius, han puesto de manifiesto que los representantes de estos géneros constituyen una proporción importante de la población microbiana en estos ambientes, especialmente a salinidades intermedias y altas, y que además, se encuentran ampliamente distribuidos geográficamente. Por otro lado, durante el estudio genómico detallado de las cepas que conforman el nuevo género Halosegnis, se ha identificado el conjunto de genes codificantes de la ruta completa de síntesis del ácido ɣ-aminobutírico (GABA), sugiriendo así su posible potencial biotecnológico, una estrategia de osmoadaptación de tipo salt-in y la presencia de rodopsinas. Mientras que la reconstrucción metabólica de los genomas del género Halonotius ha revelado la presencia de la ruta completa de síntesis de cobalamina (vitamina B12), hecho que junto a la amplía distribución global de este género y a su abundancia en ambientes hipersalinos, sugiere que desempeñen un papel esencial en las comunidades microbianas de estos ambientes a las que les proporcionan productos metabólicamente costosos. Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral confirman que tal y como nos habíamos propuesto inicialmente, se han conseguido aislar varios grupos de microorganismos abundantes en los ambientes hipersalinos hasta la fecha desconocidos. Así como, nos ha permitido obtener una visión más detallada de su organización genómica, requisito indispensable para entender cómo se comportan estos microorganismos en su ambiente natural.