Mars in our lab: identificando los microorganismos de nuestros aislados.

Esta mañana nos ha acompañado en la sesión de nuestro proyecto Manuel Espinosa Urgel, investigador de la Estación Experimental del Zaidín que dirige nuestros proyectos sobre Marte. En la sesión nos ha explicado cómo se ha identificado a los microorganismos a lo largo de la historia, hablándonos de pruebas como la tinción de Gram o de métodos como las baterías de pruebas bioquímicas. Un ejemplo de como estas pruebas nos ayudan a identificar bacterias los tenemos en el test que, dentro del proyecto Ríos de vida, utilizamos para comprobar la presencia de bacterias coliformes en el agua. Finalmente nos ha explicado cómo se lleva a cabo la identificación de microorganismos mediante secuenciación genética. En la entrada anterior también adelantábamos cómo se llevaba a cabo este método.

De los aislados que le llevamos se han seleccionado seis. Y de estos se ha podido amplificar el ADN codificante del ARN ribosómico 16S de cuatro de ellas. La posterior secuenciación se ha hecho en el Instituto de Biomedicina y Parasitología López Neyra, centro que también pertenece al Consejo Superior de Investigaciones científicas. Las secuencias obtenidas son las siguientes:

AISLADO TV1

CTAATACATGCAAGTCGAGCGGAGATAGTGGAGCTTGCTCCATTATCTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGCAACCTGCCCTGCAGATCGGGATAACTCCGGGAAACCGGTGCTAATACCGAATAGTTTGCGGCCTCTCATGAGGCTGCACGGAAAGACGGTTTCGGCTGTCACTGCAGGATGGGCCCGCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCCACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGATACACGGCCCAGACTCCTACGGCACGCAGCAGTAGGGAATCTTCCG

AISLADO TV2

GGCCTACACATGCAAGTCGAGCGGATGAAGAGAGCTTGCTCTCTGATTCAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTAGGAATCTGCCTGATAGTGGGGGACAACGTTTCGAAAGGAACGCTAATACCGCATACGTCCTACGGGAGAAAGCAGGGGACCTTCGGGCCTTGCGCTATCAGATGAGCCTAGGTCGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCAGAC

AISLADO PQ2

TACTGCAAGTCGAGCGAATCAGATGGGAGCTTGCTCCCTGAGATTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGCAACCTGCCTATAAGACTGGGATAACTTCGGGAAACCGGAGCTAATACCGGATACGTTCTTTTCTCGCATGAGAGAAGATGGAAAGACGGTTTACGCTGTCACTTATAGATGGGCCCGCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACAGCCCACACTCCTACGGAGGCA

AISLADO PC2

 

GCTAATACATGCAAGTCGAGCGAATGGATTAAGAGCTTGCTCTTATGAAGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCATAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATAACATTTTGAACCGCATGGTTCGAAATATGAAAGGC

A partir de estas secuencias procederemos a la identificación. Para ello nos dirigiremos a las web BLAST de la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Lo haremos a través del siguiente enlace: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi  Nos dirigirá a la siguiente pantalla:

Seleccionaremos la opción Nucleotide BLAST. Nos llevará a la siguiente pantalla:

1. Copiaremos una de las secuencias anteriores y las pegaremos en el recuadro Enter Query Sequence.

2. En Database, seleccionaremos "rRNA/ITS databases". Aparecerá por defecto 16S ribosomal RNA sequences (Bacteria and Archaea).

3. En la parte inferior de la pantalla,  en Program selection, marcaremos "Somewhat similar sequences (blastn)".

4. Marcaremos "Show results in a new window".

5. Finalmente pincharemos en BLAST.

El ordenador nos devolverá una pantalla como la siguiente:

Aparecerán en una tabla por orden de similitud decreciente. Nos vamos a fijar en los datos “E-value” y “Percent identity”. El primero nos da una idea de fiabilidad (sería algo como decir: cómo de probable es que una secuencia al azar tenga esta similitud con la de la base de datos). El segundo nos dice el % de bases idénticas entre nuestra secuencia y la de la base de datos. 

Al ser secuencias parciales (no cubren todo el gen del RNA ribosomal 16S) es muy probable que nos aparezca más de una especie con los mismos valores, pero lo normal es que sean especies muy próximas. En otros casos aparecerán varias cepas (“strain”) de una misma especie. Es algo así como las distintas etnias: todos somos Homo sapiens, pero existen algunos rasgos característicos, diferentes de un grupo étnico a otro.

Pinchando en la pestaña “Alignments” veremos en detalle el alineamiento de nuestra secuencia (“query”) y las de la base de datos (“subject”).

En función de todos estos datos, seleccionaremos la especie más probable. Seguidamente buscaremos información sobre ella en Internet y haremos un resumen de los aspectos más destacados de la misma. 

Posteriormente elaboraremos un informe que incluiremos en comentarios con los siguientes apartados:

1. Identificación de la especie de cada aislado. Señalaremos su nombre, el porcentaje de identidad (percent identity) y la fiabilidad (e-value). En el caso de que los datos sean similares y señalen especies distintas, trabajaremos con todas ellas. 

2. Búsqueda de información en internet sobre cada una de ellas: características morfológicas y bioquímicas., hábitat más frecuente, posible patogenicidad, utilidad (si hubiese alguna descrita)... Cualquier información que encontremos nos puede resultar útil. Será necesario incluir un enlace a la fuente de la que se ha obtenido la información para posibles consultas.

3. En el contexto de nuestro proyecto, que es valorar si alguno de estos microorganismos podría sobrevivir en Marte en suelos salinos o si podría beneficiar el cultivo de plantas en el suelo marciano, valoraremos la idoneidad de cada una de estas especies.

Mars in our lab: Aislando microorganismos resistentes a clorato potásico

El objetivo principal de nuestro proyecto es aislar bacterias que toleren medios con clorato potásico. Para ello tomamos muestras de distintos suelos, hicimos alícuotas y suspendimos un gramo de este material en agua y en una solución de KClO3 al 4%. Plaqueamos y vimos cómo esta sal afectaba a la supervivencia de los microorganismos, lo que podíamos comprobar al observar un menor número de colonias en estas placas y una menor variedad de las mismas cultivándolas en placas con medio TSA. Para proceder al aislamiento de las bacterias de interés hicimos crecer a los microorganismos tolerantes al clorato en placas de medio TSA a las que adicionamos un 5% de KClO3. A partir de estas placas, seleccionamos aquellas colonias que nos parecieron interesantes y que estaban claramente delimitadas, picamos sobre ellas con palillos estériles y las inoculamos sobre placas con TSA + KClO3 al 5%.

En la imagen de arriba se pueden ver las colonias seleccionadas. Una vez crecidas y confirmada su resistencia al clorato, las sembramos en estría en placas con clorato potásico y las llevamos a la Estación Experimental del Zaidín para que Manuel Espinosa, nuestro investigador,  procediese a su identificación. El aspecto de las placas es el que muestra la figura de abajo.

Las especies aisladas se van a identificar mediante secuenciación genética. Para ello, Manuel Espinosa procederá a la extracción de ADN de las mismas, y mediante la PCR (reacción de cadena de la polimerasa) procederá a la amplificación de un fragmento de ADN que codifica el ARN ribosómico 16S. Este es uno de los componentes de la subunidad menor de los ribosomas de las bacterias. Una vez amplificado se llevará a secuenciar y una vez conocida la secuencia de nucleótidos del mismo, la consulta en una base de datos nos indicará a que especie bacteriana pertenece.

Ríos de vida, en las noticias de la UGR

Poco podíamos imaginar cuando nos planteábamos a principio de curso la participación en el proyecto Ríos de vida que iba a tener tal difusión. Ahora es en las noticias de la Universidad de Granada (UGR):

La noticia completa la podéis ver desde este enlace: https://www.ugr.es/universidad/noticias/ensenar-estudiantes-instituto-conocer-amar-cuidar-nuestros-rios

Os recordamos que una de las finalidades del proyecto es concienciar a quien nos rodea de la necesidad de cuidar, respetar, regenerar y amar nuestros ríos. Y a esta tarea podemos contribuir no solo desarrollando el proyecto, sino también dándolo a conocer.  Compartamos esta noticia en nuestras redes sociales y hagamos que llegue a cuantas más personas mejor. Nuestros ríos y el medio ambiente lo necesitan.