Un equipo de investigación de Scripps Institution of Oceanography en la Universidad de California, liderado por San Diego, descubrió por primera vez que una esponja marina común alberga bacterias que se especializan en la producción de compuestos tóxicos casi idénticos a los retardantes de fuego hechos por el hombre.
Los nuevos hallazgos colocan al equipo de investigación un paso más cerca de desentrañar el misterio de este poderoso grupo de compuestos químicos, conocidos como difenil éteres polibromados PBDE, en el medio marino. Los PBDE son un subgrupo de retardantes de llama bromados que se combinan enespuma, textiles y productos electrónicos para elevar la temperatura a la que se quemarán los productos. Estos químicos industriales fabricados por el hombre son potentes disruptores endocrinos que imitan la actividad de la hormona tiroidea más activa del cuerpo humano.
Vinayak Agarwal, un investigador postdoctoral en Scripps, recogió un caso frío iniciado por primera vez hace casi 50 años por el químico de Scripps John Faulkner, uno de los primeros pioneros en el estudio de productos naturales del mar, para continuar la investigación sobre la fuente de estoscompuestos tóxicos que se encuentran en grandes cantidades en los océanos del mundo.
"Por primera vez pudimos demostrar de manera concluyente que los genes y enzimas producidos en bacterias a partir de esponjas son responsables de la producción de estos compuestos tóxicos para los humanos", dijo Agarwal, coautor del artículo junto con un estudiante de doctorado de ScrippsJessica Blanton.
El estudio fue parte de la Fundación Nacional de Ciencias NSF / Centro financiado por el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental NIEHS, financiado por Scripps.
En 2014, Agarwal y sus colegas de Scripps Oceanography fueron los primeros en descubrir que las bacterias marinas de vida libre no relacionadas producen estos compuestos ignífugos de forma natural, aunque en cantidades muy pequeñas.
En este nuevo estudio, los investigadores emplearon dos técnicas modernas: la "minería" del genoma iniciada por el químico marino de Scripps Brad Moore y un enfoque de secuenciación de ADN ambiental iniciado por el biólogo de Scripps Eric Allen, para llevar la investigación un paso más allá yidentificar los genes y enzimas específicos involucrados en la sobreproducción de las moléculas tóxicas en esponjas.
Las esponjas marinas obtienen alimento y oxígeno al filtrar el agua de mar a través de los poros y canales en sus cuerpos. Este flujo constante de agua significa que estos animales inmóviles albergan muchas bacterias, virus y hongos en sus complejos microbiomas.
El equipo de investigación recolectó 18 muestras de esponjas para el estudio durante dos expediciones de investigación a Guam. Luego aislaron los diversos componentes de esta compleja mezcla de organismos de los tejidos de la esponja para identificar los genes y enzimas específicos que codifican la producción de PBDE.
"Durante muchos años, los científicos encontraron pistas que sugerían que la naturaleza estaba haciendo estos compuestos", dijo Bradley Moore, profesor del Centro Scripps de Biotecnología y Biomedicina Marina y la Escuela de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas Skaggs de la Universidad de California en San Diego, y unautor principal del estudio: "Ahora que entendemos cómo se producen en el medio marino, estamos explorando por qué existen y los problemas de salud humana asociados con ellos".
El enfoque de "minería" del genoma de Moore junto con la secuencia metagenómica de Allen les da a los científicos una forma de conectar los químicos naturales producidos por los organismos con las enzimas que los construyen.
El estudio, que aparece en la portada de la edición de mayo de la revista Biología química de la naturaleza , fue una colaboración única entre químicos y biólogos en UC San Diego y en otros lugares.
"Este estudio es una combinación poderosa de investigación química, biológica y ambiental", dijo Henrietta Edmonds, de la División de Ciencias del Océano de la NSF, que apoyó la investigación. "Tiene el potencial de ayudarnos a comprender la producción, el destino y las consecuencias para la saludde compuestos naturales y contaminantes en el medio marino ".
"Nos preocupamos por los PBDE producidos naturalmente porque terminan en la cadena alimentaria", dijo Frederick Tyson, Ph.D., del NIEHS, que ayudó a financiar la investigación. "Los datos preliminares de este equipo de investigación sugieren que algunos naturalmenteLos PDBE que ocurren pueden ser aún más tóxicos que los que están hechos por el hombre, por lo que debemos desarrollar una mejor comprensión de estos compuestos ".
Estos microbios que habitan en el océano se han encontrado en hábitats tan diversos como pastos marinos, corales y ballenas.
El siguiente paso de la investigación para los investigadores es extraer los genes y enzimas en otros huéspedes marinos para descubrir qué otros organismos están produciendo compuestos tóxicos similares y por qué.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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