Comunidades procariotas en ambientes hipersalinos: análisis metagenómico de su diversidad, funciones y estrategias de osmorregulación

• Autores: Alicia García Roldán
• Directores de la Tesis: Cristina Sánchez-Porro Álvarez (dir. tes.), Antonio Ventosa Ucero (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2026
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 448
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • La presente Tesis Doctoral aborda el estudio de los ambientes hipersalinos. Concretamente, se centra en el estudio de la diversidad procariota a lo largo de un gradiente salino, los mecanismos de adaptación empleados por la comunidad procariota en este tipo de ambientes y el comportamiento, la dinámica y las interacciones metabólicas de los individuos que la forman. Para ello, se han analizado muestras procedentes de las salinas de Isla Cristina e Isla Bacuta (Huelva, España), así como genomas de referencia de aislados halófilos distribuidos por los ambientes hipersalinos del mundo.

    En primer lugar, el análisis de los parámetros fisicoquímicos de las salinas reveló que la salinidad influye en diversos factores, como el pH y la temperatura, mostrando una disminución del pH y un aumento de la temperatura conforme aumenta la salinidad. Asimismo, se observaron variaciones en la composición iónica de las aguas, con una mayor concentración de cloruros, potasio, magnesio y calcio en las salinidades más bajas, y mayores concentraciones de sulfatos, sodio y nitratos en las zonas de alta salinidad.

    Por un lado, mediante el uso de técnicas dependientes de cultivo, se identificó una nueva especie del género Natronomonas, denominada Natronomonas aquatica sp. nov., aislada de estas salinas, a través de un análisis detallado de sus características filogenéticas, fenotípicas y quimiotaxonómicas.

    Por otro lado, mediante técnicas independientes de cultivo, concretamente, mediante metagenómica, se llevó a cabo un estudio de la comunidad procariota en función del gradiente salino. Los resultados revelaron que el dominio Archaea es el predominante, especialmente en las zonas de mayor salinidad, siendo los filos Halobacteriota, Bacteroidota y Pseudomonadota los más abundantes. La biodiversidad procariota en estos ambientes depende de las variaciones espaciotemporales y, además, no disminuye de forma drástica con la salinidad, sino que lo hace de forma gradual. El patrón observado se caracteriza por presentar una mayor diversidad en salinidades intermedias y una disminución de la misma en las zonas con salinidad muy alta o muy baja.

    En cuanto a los mecanismos de adaptación a la salinidad, se identificaron 77 genes relacionados con la osmorregulación y se lograron reconstruir y analizar más de 2.000 MAGs (Genoma Ensamblado a partir de Metagenomas). Los resultados mostraron que, al contrario de lo que tradicionalmente se pensaba, tanto Archaea como Bacteria poseen ambas estrategias de osmorregulación (salt in y salt out), sin que estas estrategias sean exclusivas de un dominio específico. Además, se identificó un grupo dominado por “Candidatus Nanohalarchaeota” y Nanobdellota, que perteneciendo al dominio Archaea, mostraron estrategias de adaptación distintas al resto. Además, se observó que los taxones de las salinas desempeñan roles de donadores y aceptores de compuestos esenciales como biotina, ?-caroteno y bacteriorruberina, lo que sugiere una dinámica metabólica compleja y cooperativa entre las especies presentes.

    Por último, el análisis de las adaptaciones proteómicas reveló no sólo que no se ven afectadas por las variaciones espaciotemporales, sino que existen diferencias significativas entre los microorganismos en base a la composición de los aminoácidos, particularmente en relación con el punto isoeléctrico y la concentración de aminoácidos en función de la salinidad. Estas diferencias se observan tanto entre el dominio Archaea y Bacteria, como con el grupo formado por “Candidatus Nanohalarchaeota” y Nanobdellota. Estos hallazgos subrayan la importancia de las regiones de transición ecológica observadas en el estudio de la diversidad a lo largo de un rango salino, donde las comunidades microbianas muestran una mayor variabilidad y una continua renovación en respuesta a las fluctuaciones salinas y además permiten proponer, además de la existencia de las estrategias de osmorregulación conocidas (salt in y salt out).