Els nudibranquis comprenen un grup de més de 6.000 espècies de mol·luscs marins de cos tou coneguts com a “bavoses marines”. Usen metabòlits secundaris (substàncies naturals) per a la seua defensa química, però la diversitat completa d’aquestes substàncies segueix sense explorar-se, per la qual cosa se’n desconeixen les possibles aplicacions terapèutiques.

El personal científic sol buscar gens codificant productes naturals d’interès farmacològic als genomes de microbis no cultivats usant eines informàtiques, però no hi ha garanties que els gens detectats siguen funcionals. Durant el seu postdoctorat als Estats Units al Lawrence Berkeley National Laboratory, Mária Džunková va utilitzar una sonda fluorescent desenvolupada a Universitat de Califòrnia a San Diego per marcar bacteris que produeixen productes naturals.

Džunková, investigadora de la Universitat de València a l’I²SysBio i primera signant de l’article en Microbiome, ha explorat els microbis que habiten al nudibranqui Doriopsilla fulva mitjançant classificació cel·lular activada per fluorescència (FACS) i genòmica de cèl·lules individuals microbianes. Amb aquesta tècnica es recol·lecten els bacteris que han absorbit la sonda fluorescent i s’amplifica l’ADN present a cèl·lules úniques. Això permet obtenir quantitats suficients per a la seqüenciació del genoma complet de cada cèl·lula separada, la qual cosa permet la identificació d’espècies bacterianes noves sense necessitat de cultivar-les al laboratori.

Amb aquesta nova tècnica va descobrir la presència del bacteri no cultivable Candidatus Doriopsillibacter californiensis, que pertany a un ordre de bacteris no cultivables. “Aquest bacteri té gens per a la producció de betalactones, un grup molecular poc explorat amb potencial farmacèutic i que no s’havia detectat abans en nudibranquis”, assegura la investigadora. “Futures investigacions revelaran si és possible utilitzar aquest compost per tractar malalties com el càncer o infeccions causades per virus o bacteris”, revela Džunková.

Segons la investigadora eslovaca, que es va incorporar el 2021 a l’I²SysBio per crear el seu grup de recerca de genòmica de cèl·lules individuals microbianes, “es tracta del primer estudi que documenta un producte natural procedent de microbis simbiòtics que habiten a la pell dels nudibranquis”.

Analitzar unes altres espècies de nudibranquis d’Espanya

El seu equip va analitzar la composició microbiana de diversos individus del nudibranqui Doriopsilla fulva, trobat a les costes de San Francisco (Califòrnia, EUA), i va confirmar que el bacteri Candidatus Doriopsillibacter californiensis és el membre més important de la comunitat microbiana de la seua pell. Els extractes d’aquest nudibranqui contenien productes naturals consistents amb la betalactona trobada al bacteri simbiòtic.

Ja que es tracta d’un bacteri no cultivable, l’equip del Lawrence Berkeley National Laboratory ha utilitzat un nou mètode de biologia sintètica anomenat CRAGE (Chassis-independent Recombinase-Assisted Genome Engineering) desenvolupat en aquest laboratori, i estan intentant recuperar la molècula completa. Mentrestant, l’equip de l’I²SysBio analitza altres espècies de nudibranquis d’Espanya (Galícia, el País Basc, Andalusia i les Illes Balears) i intenta descobrir més bacteris produint molècules d’interès farmacèutic.

Referència:

Džunková, M., La Clair, J. J., Tyml, T. et al. «Synthase-selected sorting approach identifies a beta-lactone synthase in a nudibranch symbiotic bacterium». Microbiome 11, 130 (2023). DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-023-01560-8

Peu de foto annex:

• Integrants de l’I²SysBio a l’estudi. D’esquerra a dreta: Samuel Piquer-Esteban, Dafne Porcel Sanchis, Maria Dzunkova, Wladimiro Díaz Villanueva i Vicente Arnau Llombart.