Investigador Roberto Orellana lideró estudio sobre virus que afectan a bacterias de ambientes sin oxígeno

Dr. Roberto Orellana.

Al igual que a lo largo de nuestra vida, las bacterias también están expuestas a una seria de infecciones virales, las que regulan ecológicamente a las comunidades microbianas en la naturaleza. Y, como nosotros, muchas de ellas mueren producto de estas infecciones, mientras que otras adquieren los mecanismos para desbaratar el proceso de infección.

Así lo explica el director del Laboratorio de Biología Celular y Ecofisiología Microbiana (LabCEM), de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, de la Universidad de Playa Ancha, Dr. Roberto Orellana, quien junto a investigadores de la Pontificia Universidad Católica de Chile y de la Universidad Técnica Federico Santa María, publicó en la revista científica Molecular Diversity Preservation International, el artículo “Las características ecofisiológicas dan forma a la distribución de profagos y CRISPR en procariotas reductores de sulfato”.

“La motivación de la investigación abordada por nuestro laboratorio, en la que participó activamente el estudiante de quinto año de Pedagogía en Biología, Leonardo Badilla, respondió a abordar las persistentes limitaciones en la investigación de bacteriófagos, es decir, de virus que afectan a bacterias, en microorganismos anaerobios (no utilizan oxígeno en su metabolismo) principalmente, debido a las diversas restricciones técnicas que históricamente ha presentado este campo de investigación”, sostuvo el Dr. Orellana.

El investigador afirmó que la disponibilidad de herramientas moleculares aplicadas a la ecología ha permitido entender que la biodiversidad viral en el planeta es casi infinita. Esto es tan evidente -agrega- como el hecho de que cada una de las formas de vida celular, que va desde la célula bacteriana más pequeña hasta la ballena azul, tiene al menos una especie de virus que es capaz de infectarla.

Estas herramientas han permitido detectar que la biodiversidad de bacteriófagos, de virus que afectan a las bacterias, es mucho más compleja que lo imaginado previamente. A pesar de que el número de especies de bacteriófagos descritos ha aumentado de forma exponencial durante los últimos años, la cantidad de virus que infectan a las bacterias sulfato reductoras se ha mantenido prácticamente inmóvil, cifrando una escasa cantidad de virus asociados.

¿Bacterias específicas inmune a los virus?

Las procariontes sulfato reductoras son bacterias y arqueas que viven en ambientes carentes de oxígeno en donde hay sulfato disponible, son muy abundantes en sedimentos marinos, aguas subterráneas o lagos, y muchas de ellas residen en el tracto digestivo. Los ambientes en donde estas habitan, así como la composición de los medios de cultivos que se requiere para su crecimiento en laboratorio, son escasamente compatibles con la implementación de experimentos de aislamiento de virus, y con la identificación de estructuras nanométricas, como son los virus.

“Nuestra hipótesis fue que era probable que la escasa cantidad de virus identificados y descritos no era el reflejo de la capacidad tanto de estas bacterias de fugarse de los virus, sino más bien corresponde al hecho de que como microbiólogos no hemos sido capaces de adaptar de manera adecuada las técnicas y procedimientos experimentales, que nos permitan identificar y estudiar a estos virus en el ambiente natural en donde se desarrollan”, dijo Orellana.

Es por esto que LabCEM efectuó un estudio exhaustivo de los profagos, genomas de virus en fase lisogénica en un total de 91 genomas de procariontes sulfato reductoras. Asimismo, se evaluó la presencia de arreglos genómicos pertenecientes a sistema CRISPR, una especie de sistema inmune de las bacterias. Este sistema de detección reveló que la cantidad de vestigios genómicos asociados a infecciones virales en este grupo de bacterias es similar al de otro tipo de bacterias. Posteriormente, se integró estos resultados con varios rasgos genotípicos, fenotípicos y fisiológicos, evidenciando la importancia de factores asociados a las “historias de vida” de estas bacterias con relación a la posibilidad de que sean sujetas a infecciones virales.

Aportes desde el pregrado
Leonardo Badilla, estudiante de Pedagogía en Biología y Ciencias.

Para el estudiante de quinto año de Pedagogía en Biología y Ciencias, Leonardo Badilla, que trabaja en el LabCEM desde 2019, participar en esta investigación y aportar en el artículo científico, permitió cambiar su visión de las ciencias e inspirarse a escribir su trabajo de síntesis profesional sobre la enseñanza de la naturaleza de la ciencia en la educación media.

“En esta investigación me involucré en el proceso de recopilación de datos genómicos, lo que precisa trabajar con herramientas bioinformáticas que eran desconocidas para mí, por lo que fue muy interesante y provechoso en mi proceso académico. También articulamos los datos de los profagos con aspectos ecofisiológicos del hospedero, establecimos relaciones, patrones y una serie de análisis estadísticos reflejados en las figuras del artículo, que tuve que editar y en algunos casos crear. Toda la experiencia de trabajar en un laboratorio ha ayudado mucho en mi formación profesional, a tal punto de cambiar en gran medida mi visión de las ciencias y comenzar a verlas desde otra perspectiva, como algo mucho más real y natural, como un trabajo humano que, por lo tanto, está sujeto a todas las limitantes que eso conlleva”.

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