Un equipo liderado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha definido el transcriptoma completo de la cianobacteria Anabaena. Esta bacteria, capaz de realizar la fotosíntesis oxigénica y muy común en agua dulce, cumple un papel esencial en la fijación del nitrógeno procedente de la atmósfera. Los resultados del trabajo, publicados y destacados en la portada del último número de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), abren la vía para seguir profundizando en el funcionamiento genético de estas potenciales biofactorías.

Una metodología basada en la secuenciación masiva de ARN ha permitido a los investigadores definir el transcriptoma identificando las posiciones del genoma a partir del inicio de la transcripción del ADN. “Hemos asignado todas las posiciones en las que se inicia la transcripción a lo largo del genoma de la bacteria. Esta técnica, extraordinariamente potente, se ha empleado, por ejemplo, para definir el transcriptoma de algunas bacterias patógenas como la Helicobacter pylori”, explica Alicia Muro, investigadora del CSIC en el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis, un centro mixto del Consejo y la Universidad de Sevilla.

Las cianobacterias son organismos modelo para estudiar la fotosíntesis oxigénica, pero también se consideran útiles porque son biofactorías y productoras de biocombustibles en potencia. Además, las Anabaena son de las pocas cianobacterias capaces de fijar nitrógeno atmosférico. Este proceso se lleva a cabo en unas células especializadas y diferenciadas llamadas heterocistos, que se encuentran situadas en los filamentos de estas cianobacterias.

Muro explica el proceso de diferenciación de los heterocistos: “Cuando los filamentos sienten la carencia de nitrógeno, se activa una secuencia de expresión genética diferencial sólo en determinadas células. Estas células se convierten en heterocistos durante un proceso que dura de 20 a 24 horas en condiciones de laboratorio. Lo que hemos hecho ha sido identificar los ARN cuya transcripción se modifica en respuesta a ese estrés que supone la carencia de nitrógeno”.

El estudio, que se ha llevado a cabo en colaboración con un equipo dirigido por Wolfgang R. Hess, de la Universidad Albert Ludwig en Friburgo (Alemania), abre también la vía para el análisis detallado a nivel molecular de la expresión de los genes implicados, no sólo en la adaptación a la deficiencia de nitrógeno, sino en cualquier proceso, ya que define los promotores y los inicios de la transcripción a lo largo de todo el genoma de Anabaena.

FOTO: Vista de la cianobacteria Anabaena. El trabajo es portada de PNAS./ CSIC