Se conoce como ADN ambiental (environmental DNA) al ADN (nuclear, mitocondrial, cloroplástico) que puede ser extraído a partir de muestras ambientales sin el aislamiento previo de algún organismo objetivo. Este ADN suele ser liberado al medioambiente a través de desechos orgánicos como heces, orina, gametos, mucosidades, transpiración, descomposición, etcétera.

El objetivo de secuenciar todo el ADN presente en una muestra ambiental es estudiar la biodiversidad y monitorear la presencia y/o cambios en especies sin alterar un ecosistema.

La metagenómica ambiental es el estudio de los organismos presentes en una comunidad microbiana basado en el análisis del ADN dentro de una muestra ambiental.

Dentro de los métodos genómicos para el estudio de ADN ambiental se encuentran los siguientes:

• eDNA Metabarcoding

Cada organismo tiene una secuencia de ADN única (código de barras) asociada a ella que se utiliza para identificar una especie. A menudo, suele ser el gen de la citocromo oxidasa mitocondrial 1 (CO1) o la subunidad ribosómica 18S.

En el barcoding clásico se realiza la amplificación específica de estos códigos de barras para una especie objetivo, por lo que su enfoque es la detección dirigida, mientras que en el metabarcoding la amplificación y secuenciación con primers universales permite detectar e identificar comunidades diversas, por lo que es un ensayo multi-especies a partir de una sola muestra.

• Microbiomas y micobiomas (16 S & ITS)

 La secuenciación se enfoca a un locus genómico específico mediante un par de primers.

Microbioma: Para procariotas, se analizan las regiones hipervariables (V1-9) en el gen 16S rRNA

Micobioma: Para hongos, las regiones ITS1/ITS2 del rRNA se utilizan para el perfil taxonómico.

• Metagenómica shotgun

El ADN se extrae de todas las células presentes en una comunidad y luego se tritura en fragmentos más pequeños que se secuencian individualmente. Las secuencias de estos fragmentos se vuelven a ensamblar en su orden original, basándose en zonas superpuestas, lo que finalmente produce secuencias completas y la composición microbiana de una muestra diversa.

• Long-range PCR

Se usa para amplificar secuencias largas de ADN, como los genomas mitocondriales. Estas secuencias de ADN más largas pueden ayudar a distinguir entre especies cuando los códigos de barras de ADN más pequeños no se hayan disponibles. Este enfoque es favorable para secuenciar ADN que no ha sido degradado por el medio ambiente.

Muestras de partida

Agua                            

Suelo                           

Aire                              

Sedimentos                 

Material de descomposición

Biofilms

Restos

Plumas, pelo

Heces, orina

Aplicaciones

Estudio sobre Biodiversidad

Monitoreo de especies

Patrones de migración

Monitoreo de puertos

Impacto de zonas mineras

Análisis de aguas

Pruebas de suelos

Estudio de organismos simbióticos

Remediación ecológica

Fig. La secuenciación de eDNA es una herramienta poderosa para entender la biodiversidad. Disponible en: Overview of Environmental Metagenomics

Debido a la alta sensibilidad de la secuenciación Illumina para detectar eDNA presente a niveles bajos en el medio ambiente, es posible analizar cantidades traza de ADN por especie en una muestra dada, sin conocer los tipos o la abundancia de especies representadas. Por tanto, se vuelve viable perfilar miles de especies simultáneamente a partir de una sola muestra.

Te invitamos a leer el blog Microbiología: Los Alcances De La Secuenciación para adentrarte a la genómica microbiana. Además, puedes solicitar de forma gratuita nuestro infográfico Secuenciación shotgun y 16S/ITS, en el que puedes conocer los flujos de trabajo de ambos métodos.

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