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.