Así ha ayudado la IA a descifrar el ADN de los océanos

El estudio más grande jamás realizado sobre el ADN del océano con la ayuda de la Inteligencia Artificial, que ha permitido secuenciarlo a gran velocidad, ha dado como resultado la base de datos de microbios marinos más completa hasta la fecha: 317 millones de grupos de genes de organismos marinos relacionados con su función biológica, ubicación y tipo de hábitat.

Un litro de agua de mar contiene miles de millones de microorganismos. Sin embargo, a pesar de su papel crucial para la salud de los océanos, para el clima de la Tierra y para aplicaciones potenciales en biotecnología, energía, medicina y alimentación, la gran mayoría siguen siendo desconocidos para la ciencia.

Un equipo de investigadores ha creado el “KMAP Global Ocean Gene Catalog 1.0”, la base de datos más grande de microbios marinos realizada hasta la fecha. Aunque mapear la biodiversidad marina es común para los investigadores, crear un atlas completo de la vida oceánica ha sido un desafío ya que la mayoría de los organismos marinos no pueden estudiarse en el laboratorio. La llegada de la secuenciación de ADN ha ayudado a los investigadores a superar estas limitaciones, especialmente a medida que la tecnología aumentó en velocidad y disminuyó en costo con el tiempo.

En el estudio, publicado en la revista Frontiers in Science, el equipo de investigadores explica que utilizaron la plataforma de análisis metagenómico KAUST para escanear secuencias de ADN de 2.102 muestras oceánicas tomadas en diferentes profundidades y ubicaciones alrededor del mundo. Esta infraestructura informática avanzada identificó 317,5 millones de grupos de genes, de los cuales más de la mitad podrían clasificarse según el tipo de organismo y la función genética. Luego, compararon esta información con la ubicación de la muestra y el tipo de hábitat, creando una base de datos con información sin precedentes sobre dónde viven los microbios y qué hacen.

Estos y otros conocimientos ayudarán a los científicos a comprender cómo los microbios que viven en diferentes hábitats dan forma a los ecosistemas, contribuyen a la salud de los océanos e influyen en el clima. Los datos, además de servir para ver la salud de los océanos también sirven como base para rastrear el efecto de la contaminación inducida por el hombre en la vida marina.

Catalogar el genoma del océano global es un trabajo en progreso y lo seguirá siendo durante las próximas décadas. Se necesitará una mayor potencia computacional para manejar los crecientes conjuntos de datos metagenómicos, incluido el acceso continuo a supercomputadoras de alto rendimiento. Los investigadores, por tanto, necesitan seguir tomando muestras de los océanos, centrándose en áreas que están poco estudiadas, como las profundidades del mar y el fondo del océano. Además, dado que el océano cambia constantemente, tanto debido a la actividad humana como a los procesos naturales, el catálogo necesitará una actualización continua. Otra prioridad será ampliar el análisis para incluir virus de ARN. Datos de muestra más completos, como detalles de ubicación, profundidad, temperatura, salinidad y concentración de nutrientes, también podrían proporcionar un contexto valioso para futuros análisis.

Lo que es ya una evidencia es que estamos ante punta del iceberg en metagenómica marina. A partir de este catálogo de código abierto, se podrá explorar cómo estos recursos genéticos podrían usarse en la medicina, la energía, la alimentación y otras industrias, además de para rastrear el impacto de la contaminación y el calentamiento global y buscar aplicaciones biotecnológicas como nuevos antibióticos o nuevas formas de descomponer los plásticos.

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