Análisis metagenómico de fuentes termales de Costa Rica: potencial fuente de enzimas hidrolíticas termoestables

Abstract

En el presente estudio independiente de cultivo, se investigó a nivel taxonómico y funcional las comunidades microbianas de seis metagenomas de fuentes termales cercanas a la Cordillera de Tilarán, volcán Miravalles, volcán Rincón de la Vieja y zona sur, y datos de 13 metagenomas de fuentes termales del Parque Nacional Yellowstone, Nueva Zelanda y Chile. Se obtuvieron en total 229 Gbp de secuencias cortas obtenidas con la plataforma Illumina. Los resultados de la comparación del perfil taxonómico muestran que los tapetes microbianos de Chile y Costa Rica tienen 60% similitud, junto a las muestras de Nueva Zelanda que provienen de agua filtrada, siendo Proteobacteria, Firmicutes y en algunas muestras Cyanobacteria y Chloroflexi los filos más abundantes. Se creó una base de datos de potenciales enzimas hidrolíticas tales como peptidasas, amilasas, lipasas y esterasas, así como enzimas involucradas en la remoción de metales pesados y agroquímicos. La base de datos tiene más de 48 000 secuencias, muchas de las cuales podrían ser novedosas y objeto de estudios posteriores. La mayoría de las secuencias tienen un porcentaje de identidad entre el 70% y el 90% con las de microorganismos que toleran altas temperaturas, lo que sugiere que podrían tener funciones similares. Muchas de las enzimas encontradas dentro de estas categorías tienen una función housekeeping, por lo que son muy importantes para el mantenimiento de las funciones básicas de las células, sin embargo, podrían participar en los procesos de degradación e hidrólisis de herbicidas y diversos xenobióticos. En los MAGs obtenidos se encontraron genes que participan en el transporte, acumulación y oxidación-reducción de arsénico, cobre, plomo, hierro, aluminio y los herbicidas paraquat y atrazina, estos resultados sugieren la presencia de diversos mecanismos celulares, que les confieren a estos microorganismos resistencia/tolerancia a alta concentraciones de estos metales o por el contrario tienen mecanismos para poder obtenerlos cuando las concentraciones son muy bajas. Este estudio proporcionó un primer acercamiento diversidad funcional de los microorganismos que habitan estos sitios, las secuencias encontradas en este estudio podrían utilizarse para futuras investigaciones en el área de la biorremediación y la geomicrobiología.