Compreender as estratégias genéticas das bactérias SAR11, as mais abundantes do oceano, é crucial para manter o equilíbrio ecológico e adaptar-se às mudanças climáticas.
Pesquisadores da Universidade Miguel Hernández de Elche (UMH) descobriram a base genômica para o sucesso evolutivo das bactérias marinhas SAR11. O estudo, publicado na Microbiome, revela que essas bactérias combinam um "núcleo genético" compartilhado com pequenas ilhas genômicas, cada uma abrigando um único "gene flexível". Isso permite que a população responda dinamicamente às mudanças ambientais.
O microbioma marinho é vital para sustentar ecossistemas e impulsionar ciclos biogeoquímicos globais. SAR11, um clado (grupo) de bactérias de vida livre, domina as águas superficiais do oceano, compreendendo 20-40% de todas as células procarióticas (células sem núcleo).
De acordo com Mario López Pérez, pesquisador da UMH, as limitações na recuperação da riqueza genética completa das populações naturais têm dificultado a compreensão da evolução microbiana. O Grupo de Genômica e Evolução Microbiana da UMH combinou genômica de célula única e metagenômica de leitura longa para reconstruir a diversidade genética de SAR11 no Mar Mediterrâneo.
O estudo descobriu que as bactérias SAR11 compartilham um núcleo genético quase idêntico, representando 81% de seu genoma. A porção restante, o "genoma flexível", está concentrada em pequenas regiões, muitas vezes com um único gene.
Carmen Molina Pardines, estudante de doutorado da UMH, explica que essas pequenas variações estão sempre no mesmo local e contêm genes com funções semelhantes, mas em versões diferentes. Esse padrão genômico favorece a coexistência de múltiplas cepas e minimiza a competição direta.
Essa estrutura cria populações policlonais, ou grupos de múltiplas variantes genéticas coexistindo no mesmo ambiente. Isso preserva os genes essenciais e mantém a redundância funcional, salvaguardando um amplo reservatório genético. Isso permite que a população se adapte rapidamente às pressões ambientais.
José M. Haro Moreno, pesquisador da UMH, observa que esses resultados oferecem insights sobre as estratégias que explicam o sucesso ecológico de SAR11 em ambientes marinhos pobres em nutrientes. O estudo também demonstra que a metagenômica de terceira geração supera as limitações técnicas no estudo desses micro-organismos.
Esta pesquisa posiciona a UMH como líder na pesquisa da evolução do microbioma marinho. Compreender as estratégias genômicas de SAR11 pode nos ajudar a entender e proteger melhor nossos oceanos.