El mayor estudio microbiano realizado hasta ahora en nudibranquios analiza ejemplares españoles recolectados entre 1992 y 2022 y demuestra el valor de las colecciones científicas para explorar nueva biodiversidad microbiana
El Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, CSIC-UV), instituto del área científico-académica del Parc Científic de la Universitat de València, ha liderado el mayor estudio microbiano realizado hasta la fecha en nudibranquios, un grupo de moluscos marinos conocidos popularmente como babosas marinas. La investigación ha permitido descubrir bacterias simbióticas desconocidas hasta ahora y con potencial para producir compuestos bioactivos de interés farmacéutico.
El trabajo, publicado en la revista Microbiome, demuestra que las colecciones científicas conservadas en museos pueden convertirse en una herramienta clave para estudiar microorganismos difíciles de detectar y abrir nuevas vías en la búsqueda de moléculas con posible aplicación biomédica. A partir de pequeñas muestras de tejido de ejemplares recolectados en costas españolas durante las últimas tres décadas, el equipo ha reconstruido comunidades microbianas asociadas a estos animales sin necesidad de realizar nuevas campañas de muestreo ni afectar a poblaciones naturales.
La investigación, titulada “Museomics reveals uncultured symbionts with biosynthetic potential in nudibranchs”, ha sido coordinada por el grupo Microbial Single-Cell Genomics del I2SysBio, dirigido por Maria Dzunkova, y ha contado con la participación de la Universidad Autónoma de Madrid, el CIBC-UAM (CSIC, Madrid), el Centre for Microbiome Research de la Queensland University of Technology de Australia, el Earlham Institute de Reino Unido, la Universidad del País Vasco, el Real Club Náutico de San Sebastián y personal investigador de distintos grupos del I2SysBio.
Babosas marinas y defensa química
Los nudibranquios son moluscos gasterópodos de pequeño tamaño, muy reconocibles por sus colores llamativos y por haber perdido evolutivamente la concha. Esta característica los ha llevado a desarrollar otras estrategias de defensa frente a depredadores, entre ellas la producción o acumulación de sustancias químicas.
“Aunque algunos de estos compuestos han despertado interés por sus posibles aplicaciones biomédicas, hasta ahora se conocía muy poco sobre el papel que desempeñan las bacterias asociadas a estos animales”, explica Dafne Porcel, una de las autoras del estudio.
El interés de la investigación reside precisamente en esa relación entre los nudibranquios y los microorganismos que pueden vivir asociados a ellos. En algunos organismos marinos, las bacterias simbióticas son capaces de producir moléculas especializadas que contribuyen a la defensa química del animal y que, por sus propiedades, pueden resultar relevantes para la búsqueda de nuevos compuestos naturales con interés médico.
El estudio demuestra que las colecciones científicas conservadas durante décadas pueden revelar biodiversidad microbiana desconocida sin necesidad de nuevas campañas de muestreo
Tres ejemplares de Polycera quadrilineata. Foto: Luis María Naya Garmendia,
Faculty of Education, Philosophy and Anthropology, University of the Basque Country, Bilbao, Spain
Real Club Náutico de San Sebastián
Museómica para estudiar ejemplares conservados durante décadas
Para abordar esta cuestión, el equipo analizó pequeñas muestras de tejido procedentes de 54 ejemplares pertenecientes a 22 especies de nudibranquios, recolectados entre 1992 y 2022 y conservados en colecciones científicas. La investigación aplicó técnicas de metagenómica, que permiten estudiar el material genético de comunidades microbianas completas sin necesidad de cultivar previamente los microorganismos en el laboratorio.
Este enfoque se enmarca en la museómica, una disciplina que utiliza muestras conservadas en museos y colecciones científicas para obtener información genética, ecológica o evolutiva. En este caso, ha permitido estudiar bacterias asociadas a especies marinas difíciles de recolectar y ampliar el conocimiento sobre su microbioma sin realizar nuevas extracciones en el medio natural.
El estudio duplicó el número de conjuntos de datos microbianos disponibles para nudibranquios y reveló que la mayoría de estas especies no alberga bacterias simbióticas dominantes de forma permanente. Sin embargo, el equipo identificó dos grupos bacterianos completamente desconocidos hasta ahora, asociados de forma específica a nudibranquios de los géneros Polycera y Felimare procedentes de costas españolas.
El equipo analizó 54 ejemplares de 22 especies recolectadas entre 1992 y 2022 en costas españolas mediante técnicas de metagenómica
Dos nuevas bacterias raras a escala global
Las nuevas bacterias identificadas han sido denominadas Candidatus Polyceribacter y Candidatus Felimaribacter. Según el estudio, pertenecen a grupos microbianos extremadamente raros a escala global y contienen conjuntos de genes relacionados con la producción de metabolitos especializados, es decir, moléculas que pueden desempeñar funciones concretas en la interacción entre organismos, como la defensa química.
“Estas nuevas bacterias, denominadas Candidatus Polyceribacter y Candidatus Felimaribacter, pertenecen a grupos microbianos extremadamente raros a escala global y contienen conjuntos de genes relacionados con la producción de metabolitos especializados que podrían ser utilizados por los nudibranquios como mecanismos de defensa química”, señala Porcel.
Los resultados apuntan a que ciertas especies de nudibranquios podrían haber desarrollado asociaciones evolutivas con bacterias concretas, capaces de aportar funciones metabólicas únicas. Esta posibilidad abre una línea de investigación todavía poco explorada sobre el papel de los microorganismos asociados a animales marinos en la producción de compuestos naturales con potencial farmacéutico.
Las nuevas bacterias identificadas contienen genes asociados a la producción de metabolitos especializados, una vía prometedora para explorar futuros compuestos bioactivos de interés biomédico
Colecciones científicas para descubrir nueva biodiversidad
El trabajo liderado por el I2SysBio demuestra el valor de las colecciones científicas como archivo de biodiversidad, no solo para estudiar la evolución de los organismos conservados, sino también para explorar los microorganismos que pudieron estar asociados a ellos en el momento de su recolección.
Esta aproximación resulta especialmente relevante en un contexto en el que muchas especies son difíciles de localizar, viven en hábitats sensibles o pueden estar sometidas a presión ambiental. El uso de muestras históricas permite ampliar el conocimiento científico sin incrementar el impacto sobre los ecosistemas.
Además, la investigación sitúa a los nudibranquios y a sus bacterias asociadas como una fuente prometedora de diversidad microbiana y de posibles compuestos bioactivos. Aunque el estudio no identifica aún una aplicación farmacológica directa, sí proporciona nuevas pistas sobre dónde buscar moléculas de interés biomédico y cómo aprovechar las colecciones de museo para acelerar este tipo de descubrimientos.
Fuente: I2SysBio