Un método de proteómica mide la absorción de carbono de los microbios marinos

El microbiólogo de la Universidad de Oregon Ryan Mueller, autor principal del artículo, dice que la técnica aporta información sobre el proceso de absorción de carbono en tres niveles. "Muestra cuánto se está utilizando, por qué microbios y la forma en que lo están empleando para producir nuevas proteínas -subraya--. Proporciona información acerca de qué organismos están tomando diferentes sustratos".

El bacterioplancton marino juegan un papel fundamental en el ciclo del carbono: recicla sustancias químicas y descompone material rico en carbono como aminoácidos libres disueltos (DFAa), lo que puede resultar de muchos procesos, como la lisis celular o la floración de fitoplancton.

El bacterioplancton procesa la mitad del carbono orgánico fijado por el fitoplancton y otros microbios a través de la fotosíntesis, pero no todas las comunidades microbianas tienen las mismas tasas de absorción. La vinculación de determinados taxones a respuestas metabólicas ha sido una cuestión abierta en el campo durante décadas.

Los investigadores probaron su nuevo método, llamado sondeo proteómico de isótopos estables, o proteómica en SIP, en ocho muestras de agua marina, incluyendo seis recogidas del océano en la Bahía de Monterey, California, y dos de Newport, Oregón. Les añadieron DFAas enriquecidos con el isótopo carbono-13.

Mediante el uso de espectrometría de masas de alta resolución, extrajeron y analizaron las proteínas de las muestras -la mitad de las muestras después de 15 horas y la otra mitad pasadas 32 horas. Los científicos usaron un software desarrollado por investigadores en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, Estados Unidos, para analizar los datos de la proteómica.

Su análisis reveló patrones metabólicos para especies particulares. Las proteínas asociadas con bacterias 'Rhodobacterales', por ejemplo, mostraron altos niveles de péptidos recién sintetizados enriquecidos con el isótopo de carbono. En comparación, las bacterias de las comunidades 'Flavobacteriales' y 'SAR11' tenían un enriquecimiento mucho menor.

En los últimos años, los microbiólogos han pedido un arsenal de técnicas para entender mejor el papel del bacterioplancton marino en el ciclo del carbono. Los esfuerzos previos han utilizado la metagenómica, perfiles de expresión génica, o hibridación in situ fluorescente, o FISH. Samuel Bryson, autor principal del nuevo estudio, señala que algunas de las técnicas anteriores también han empleado isótopos estables, aunque no con el mismo nivel de precisión.

"Nuestra principal ventaja sobre otras técnicas de SIP es la medida directa de la incorporación de sustrato en proteínas", dice.

Aunque el experimento actual utiliza la proteómica en SIP para medir el uso de DFAa, Bryson dice que puede extenderse fácilmente a otros materiales. Él y su equipo han comenzado a realizar experimentos usando varios sustratos que el usa el bacterioplancton, incluyendo glucosa, lípidos y proteínas en su conjunto. Mueller dice que su estrategia fue empezar de forma sencilla --con aminoácidos-- y realizar experimentos más difíciles con el tiempo.