Un conjunto de datos revela 500 millones de genes únicos
Según un nuevo e importante estudio que evaluó su potencial para transformar la biotecnología y las tecnologías de secuenciación de ADN, las profundidades marinas constituyen un "motor evolutivo" único, con una de las fuentes de diversidad genética más ricas e inexploradas de la Tierra.
A pesar de cubrir más de la mitad de la superficie terrestre, este entorno sigue siendo uno de los menos comprendidos en lo que respecta a los genes de los organismos que lo habitan, generando y albergando una vasta diversidad genética que permanece en gran medida sin explotar.
Ahora, en uno de los estudios más completos de su tipo, un equipo de casi 60 investigadores del Reino Unido y China analizó más de 2.100 muestras procedentes de entornos de aguas profundas de todo el mundo para crear un conjunto de datos genéticos que contiene más de 500 millones de genes únicos y 2,4 millones de estructuras proteicas predichas.
Al vincular la variación genética con la estructura y la función de las proteínas, la investigación cierra una brecha crucial entre la ciencia básica y las aplicaciones del mundo real, y destaca el inmenso potencial de la biodiversidad de las profundidades marinas para el desarrollo de nuevas tecnologías en campos que van desde la biotecnología hasta la medicina.
Imagen derecha: El repertorio genético del microbioma de las profundidades marinas: de la secuencia a la estructura y la función. Crédito: Cell Host & Microbe (2026). DOI: 10.1016/j.chom.2026.05.009
Los hallazgos revelan una notable paradoja: si bien los "modelos" genéticos de la vida en las profundidades marinas varían enormemente, las formas esenciales de las proteínas que producen a menudo siguen siendo sorprendentemente similares.
Esto sugiere que, si bien la vida en las profundidades marinas —en particular en las regiones a profundidades superiores a los 1.000 metros (3.281 pies)— está en constante evolución a nivel genético, aún depende de algunos diseños básicos estables para sobrevivir en condiciones extremas.
"Nuestros hallazgos demuestran cómo podemos abordar algunos de los actuales mayores desafíos científicos y tecnológicos mediante el uso de microbios de las profundidades marinas, y que estos entornos, con su aislamiento físico y condiciones extremas, sirven como puntos clave para la evolución", dijo el coautor principal, el profesor Thomas Mock, de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad de East Anglia (UEA).
"Este trabajo replantea las profundidades marinas no solo como un reservorio de biodiversidad, sino como un motor evolutivo único que moldea, diversifica y alberga activamente una gama de rasgos genéticos funcionalmente distintivos".
"La naturaleza ya ha resuelto muchos de los problemas a los que nos enfrentamos en tecnología; solo necesitamos encontrar y comprender esas soluciones".
Imagen: Catálogo Integrado de Genes Microbianos de Aguas Profundas (DSGC). Crédito: Cell Host & Microbe (2026). DOI: 10.1016/j.chom.2026.05.009
Entorno extremo
Las profundidades marinas constituyen uno de los entornos más desafiantes del planeta, caracterizados por una aplastante presión, temperaturas que oscilan entre el punto de congelación (< 4 °C) y más de 100 °C (212 °F) en las chimeneas hidrotermales, oxígeno limitado y oscuridad permanente.
Sin embargo, son precisamente estas duras condiciones las que parecen impulsar la innovación a nivel molecular.
El estudio utilizó datos de muestras de hábitats como fosas hadales, como la Fosa de las Marianas en el Océano Pacífico, fuentes hidrotermales y filtraciones de metano, todos ellos hogar de diversas formas de vida.
Los investigadores identificaron grupos clave de proteínas implicadas en la replicación, recombinación y reparación del ADN que evolucionan con especial rapidez. Estas proteínas han desarrollado características especializadas que ayudan a los organismos a sobrevivir y funcionar en condiciones extremas, como alta presión y bajas temperaturas.
Imagen derecha: Ladera de la Fosa de las Marianas vista a través de la ventana de un vehículo tripulado (HOV). Crédito: BGI Research
Avance en la secuenciación del ADN
Entre los descubrimientos más prometedores se encuentra una variante única de una helicasa, una proteína que desenrolla el ADN. Esta versión de las profundidades marinas presenta inusuales características estructurales que podrían mejorar la secuenciación de ADN mediante nanoporos —una tecnología de vanguardia utilizada en investigación, medicina y monitoreo ambiental— al permitir un mayor control sobre la velocidad de lectura del ADN.
"Este es un claro ejemplo de cómo el estudio de la vida en entornos extremos puede conducir directamente a nuevas herramientas e innovaciones", dijo el primer autor, el Dr. Yang Guo, del Instituto de Oceanología de la Academia China de Ciencias, en China.
"Nuestro trabajo reduce las barreras para la bioprospección microbiana marina, ofreciendo una solución práctica y escalable para investigar la 'materia oscura genómica' de las profundidades marinas".
El Dr. Yuliang Dong, de BGI Research, Shenzhen, en China, añadió: "Esperamos que esto no solo acelere la innovación biotecnológica, sino que también incentive una investigación más amplia sobre entornos oceánicos extremos".
Ampliando el conocimiento
La investigación se basa en los recientes avances en el muestreo de aguas profundas y en herramientas de predicción de la estructura de proteínas basadas en IA, integrando datos genéticos globales de aguas profundas con técnicas computacionales y experimentales avanzadas. Crea así uno de los mayores recursos de su tipo para explorar la vida marina a nivel molecular.
El aprovechamiento de los océanos como recurso biotecnológico es un concepto consolidado que ya ha dado lugar a importantes descubrimientos bioactivos que impulsan la medicina y la industria.
Sin embargo, los autores afirman que su estudio va más allá, ampliando la diversidad genética marina conocida en más del 50 % y ampliando sustancialmente nuestra comprensión de los factores ecológicos y evolutivos que impulsan la diversidad genética de las profundidades marinas, además de proporcionar un marco para aprovechar este recurso biológico en gran medida sin explotar.
Los hallazgos han sido publicados en la revista Cell Host & Microbe: The genetic repertoire of deep-sea microbiome: From sequence to structure and function
