18/10/2021

La identificación molecular de microorganismos de interés biotecnológico y agrícola



(*) Por María Lorena Castrillo, Iliana Julieta Cortese y Gustavo Angel Bich

La biotecnología, ciencia que estudia diferentes cualidades o capacidades de los organismos vivos con el fin de aplicarlos en la industria o la agricultura, pretende hacer uso de la biodiversidad del planeta para desarrollar nuevos productos y procesos claves que permitan cubrir diferentes necesidades humanas. En base a ello, no sólo resulta fundamental caracterizar los microorganismos en función de su capacidad biotecnológica, sino que a su vez es indispensable identificarlos y caracterizarlos taxonómicamente de forma correcta y completa. Para poder aplicar un microorganismo biotecnológicamente resulta clave lograr diferenciar un microorganismo patógeno para el hombre de uno seguro o generalmente reconocido como seguro (GRAS por sus siglas en inglés).
Tradicionalmente la identificación y clasificación clásica de los microorganismos se basa principalmente en caracteres taxonómicos morfológicos, fenotípicos y enzimáticos. Sin embargo la identificación morfológica correcta, en ocasiones puede tornarse difícil. La limitación de los caracteres morfológicos para diferenciar especies estrechamente relacionadas, así como la laboriosidad requerida en su estudio y, en algunos casos, la insuficiente resolución que proporcionan a nivel taxonómico, ha propiciado el uso de las técnicas moleculares.
En los últimos años, debido al gran avance de las técnicas moleculares, se han desarrollado metodologías rápidas, precisas, objetivas y aplicables a un gran número de muestras para la detección y caracterización de diversas especies, basadas en el análisis de ADN por la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Dichas técnicas moleculares han contribuido y complementado al estudio morfológico, y muestran significativos avances en la organización taxonómica de las especies.
La utilización de marcadores moleculares para identificar especies, se remonta a comienzos de la década del ‘90 bajo la necesidad de emplear un método más efectivo que la identificación fenotípica por morfología macro y microscópica. Los caracteres moleculares que se tienen en cuenta cuando se realiza taxonomía son diversos y se localizan en diferentes regiones conservadas del genoma.
Existen varios genes de utilidad taxonómica presentes en todos los genomas nucleares; sin embargo, sólo la amplificación de algunos de ellos se ha convertido en el “código de barra genético” (barcoding) para la identificación de especies, presentando ventajas con respecto a los restantes genes marcadores. Dentro de estas ventajas se pueden mencionar su elevado poder de resolución, alto grado de éxito exhibido al momento de su amplificación con cebadores universales y su posterior secuenciación y amplio registro en bases de datos internacionales para estas regiones, que pueden proveer de información para reconstrucciones filogenéticas.
El análisis de los códigos de barras genético es universalmente utilizado para la identificación de especies a nivel molecular, y es una de las primeras aplicaciones de la amplificación por PCR. Este método molecular es altamente sensible y selectivo cuando se utilizan cebadores específicos. Sin embargo, resulta importante destacar que las técnicas moleculares no reemplazan, ni eliminan la necesidad de utilizar herramientas de taxonomía clásica o convencional, sino que por el contrario, deben ser utilizadas a fin de complementar los estudios para alcanzar una identificación completa, acertada y lo suficientemente descriptiva, especialmente cuando se propone llegar a una identificación a nivel de especie.
En nuestra región, existen varios Laboratorios o Institutos de Universidades Nacionales que ofrecen estos servicios de extensión utilizando la amplificación y análisis de los diferentes códigos de barras genéticos de los microorganismos para su identificación molecular. Entre ellos, el lugar de trabajo de estos autores es uno de los lugares que ofrece el citado servicio de extensión ya con varios años de ejecución, experiencia, transparencia y responsabilidad. En este Laboratorio se han realizado (y se continúan realizando) tareas de identificación a nivel morfológico y principalmente molecular de diferentes microorganismos (bacterias y hongos de interés biotecnológico) para otros laboratorios y Universidades Nacionales.
 
 
(*) Datos de los autores:

Dr. Gustavo Ángel BICH. Licenciado en Genética, Especialista en Docencia Universitaria, Doctor en Ciencias Aplicadas subdisciplina Biotecnología, Profesor Adjunto Cátedra Biotecnología Molecular Carreras de Bioquímica, Farmacia e Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales FCEQyN de la Universidad Nacional de Misiones UNaM.

Dra. María Lorena CASTRILLO. Licenciada en Genética, Especialista en Docencia Universitaria, Doctora en Ciencias Aplicadas subdisciplina Biotecnología, Investigadora asistente CONICET. Auxiliar de Primera Cátedras Microbiología General, Microbiología e Inmunología y Micología de la Carrera de Licenciatura en Genética de la Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales FCEQyN de la Universidad Nacional de Misiones UNaM.
 
Lic. Iliana Julieta CORTESE. Licenciada en Genética, Especialista en Docencia Universitaria. Becaria doctoral CONICET. Estudiante del Doctorado en Biología de la Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura FaCENA de la Universidad Nacional del Nordeste UNNE. Auxiliar de Primera Cátedra Fisiología General de la Carrera de Licenciatura en Genética de la Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales FCEQyN de la Universidad Nacional de Misiones UNaM.

Realizan sus investigaciones en el Laboratorio de Biotecnología Molecular, Instituto de Biotecnología Misiones InBioMis, Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales FCEQyN, Universidad Nacional de Misiones UNaM. Ruta Nac N°12 km 7.5, Posadas Misiones Argentina.