6. Elizabeth B. Kujawinski, Mary Ann Moran, Aron Stubbins, and Rob Fatland 2016. The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle Microbe, 11: 6 262-267.
Los microorganismos de la superficie del mar fijan el dióxido de carbono; de esta manera las comunidades de bacterias heterótrofas que están en la superficie y también en las profundidades del océano, se alimentan.Son la base del ciclo del carbono que ocupan la energía solar para convertir el dióxido de carbono en compuestos orgánicos. La mayor parte de ese carbono es respirado como dióxido de carbono en poco tiempo, pero una pequeña fracción se hunde en las profundidades del océano como partículas y materia orgánica disuelta. El equilibrio entre la fijación de carbono y su remineralización es un punto clave en el ciclo del carbono y afecta su capacidad de transporte, así como los niveles de dióxido de carbono atmosférico y el clima mundial .Los microbios marinos afectan la composición química de su entorno, por la gran variedad de moléculas disueltas en ella. Esta gran cantidad de moléculas, comúnmente son llamadas, materia orgánica disuelta (DOM), que es una mezcla heterogénea de compuestos de carbono reducidos que contienen moléculas de origen biológico reciente, además de moléculas que le han dado la vuelta al océano durante miles de años. Son químicamente heterogéneas. Los primeros estudios se centraron en los aminoácidos y azúcares , basado en la premisa de que los compuestos más importantes que completan un ciclo a través del agua de mar se parecerían a los metabolismos de los microbios que viven. Los microorganismos marinos tienen unos papeles fundamentales en procesos biogeoquímicos en el océano. Pero también son muy importantes para el ecosistema terrestre ya que son responsables de producir la mitad del oxígeno de la tierra! por medio de la fotosíntesis y por absorber CO2 de la atmósfera. El océano ocupa las dos terceras partes de nuestro planeta y casi todo el proceso de fotosíntesis que existe es generado por el microbioma marino. Estos varían de una zona a otra, por la temperatura o por el tipo de agua; también los microorganismos varían. La diversidad microbiana marina es mucho mayor que la de los animales y plantas terrestres. Y el ciclo del carbono es muy importante para el desarrollo de la vida y debemos considerar que todos nosotros estamos compuestos por grandes cantidades de carbono y los seres vivos se benefician de él de diferentes formas. El carbono se mueve en la atmósfera de los océanos, este se disuelve en el agua y los seres vivos del océano lo usan como por ejemplo para crear el material de sus esqueletos y caparazones. El bióxido de carbono es un gas invernadero que atrapa al calor que hay dentro de nuestra atmósfera. Y sin este y otros gases de invernadero, la Tierra sería un lugar helado. Pero nosotros hemos aumentado exponencialmente la cantidad de estos gases y esto hace que nuestro planeta se caliente cada vez más y más. Ese ciclo participa en muchas cosas, como por ejemplo participa en los combustibles fósiles y el efecto invernadero.
The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle. Sea-surface micoorganisms fix carbón dioxide, fueling a dynamic community of heterotropic bacteria at the surface and in the depths of the ocean.
Guadalupe Mateos Pimentel
Cianobacterias fotosintéticas y fitoplancton eucariota en la superficie del océano usan la energía solar para convertirla en dióxido de carbono, esto a su vez alimenta a una comunidad de baterías heterótrofas en la superficie y en la profundidad de los océanos. Mientras que la mayoría de este carbón fijado es respirado como CO2 otra parte se hunde en el océano como partículas y materia orgánica disuelta, donde puede ser secuestrado por la atmosfera durante décadas de milenio. La actividad metabólica de microbios marinos afecta la composición química de sus alrededores, en particular, la variedad de moléculas orgánicas disueltas en el agua de mar. Este surtido de moléculas es llamado disolvente de materia orgánica. Microbios marinos y DOM son muy complejos en su composición, hechos por decenas de miles miembros distintos, que están siendo examinados incluyendo la secuenciación de la próxima generación. Esto esta dando lugar a de diversidad microbiana en el océano a partir del gen rRNA que comienza a principios de los 90´s. El COM es considerado la huella química de la actividad micribiana. El Massachusetts Instituto of Tecnología (MIT)comienxa a estudiar la complejidad metabólica de respuesta de los microbios a sus productos químicos de entorno, por lo tanto mas conocimientos químicos en la naturaleza del sustrato orgánico en el agua de mar proporcionara pistas importantes para el papel y la función de estas vías metabólicas desconocidas. El articulo menciona también que otras investigaciones recientes han profundizado en especies de plancton que examinan como estas relaciones uno a uno son mediados a través del DOM. Por otra parte según Durham y colaboradores el análisis de metabolitos muestra las concentraciones intracelulares significativas de sulfonato hidroxipropano (DHPS). Después identificaron este metabolito en las muestras de campo en el Océano Pacifico Oriental. Destapando DHPS como reservorio potencialmente significativo de carbono y azufre en el agua de mar, este estudio pone de manifiesto lo poco que sabemos acerca de metabolitos microbianos que podrían desempeñar un papel ecológico clave en el océano. Finalmente el articulo va concluyendo mencionando que el entendimiento de la función de microbiomas es el rápido avance de frontera científica, con el creciente numero de estudios en ambos sistemas anfitriones humanos y entornos naturales. El exometaboloma del océano es fundamental para ambos de estos esfuerzos, proporcionando un enlace entre la actividad microbiana y el ciclo del carbono.
MARÍA JOSÉ BELMONT GARCÍA Muchas veces se atribuye únicamente la conversión del dióxido de carbono en compuestos orgánicos a las plantas terrestres y se ignora la gran labor que realizan los microorganismos marinos cuando fijan el carbono, alimentando a la comunidad de bacterias heterótrofas ya sea de la superficie o profundidad del océano. Pero no todo el carbono que es fijado es respirado en forma de dióxido de carbono, una parte se queda en el océano, llegando a las partes más profundas de este donde puede llegar a la atmósfera hasta por milenios, esto representa un constante equilibrio entre la fijación y la remineralización en el ciclo del carbono, el va en constante relación de la capacidad de contener carbono de los océanos y de los niveles de dióxido de carbono. Me parece muy importante el contenido de este artículo ya que este balance es un resultado directo de la gran diversidad microbiana del océano. Esta materia orgánica disuelta, compuesta por moléculas de origen biológico reciente o que llevan circulando en el océano por cientos de años, han sido estudiadas y se han encontrado monomeros biológicos como aminoácidos o azúcares circulando en las aguas marinas, a pesar de que esto representa una nueva manera de ver el ciclo del carbono es necesario encontrar una molécula significativa. Con la ayuda de avanzadas herramientas y técnicas,se ha ampliado el conocimiento de la diversidad microbiana; la secuencia de los genes de RNA de muchos organismos se conocen ahora gracias a que estos estudios son realizados desde 1990. Pero estas investigaciones no sólo son de ayuda para conocer el genoma de las distintas especies, también representan una herramienta para conocer la funciones metabólicas en relación con las hábitats que se encuentran en el océano. En concreto lo que se busca es conocer las habilidades metabólicas en relación con la composición de la materia orgánica disuelta del océano. Me pareció un artículo sorprendente ya que muestra la constante relación entre organismos y el ambiente que existe y como conocer las vías metabólicas de los organismos que se ven involucradas en el ciclo del carbono nos pueden ayudar a predecir cambios en el ciclo del carbono y a su vez su afección al cambio climático, lo que nos permitirá con el paso de las investigaciones poder manipular estos conocimientos con un propósito fijo.
FRANCO FLORES EMMANUEL Las cianobacterias y el fitoplancton son organismos fotosintéticos presentes en la superficie oceánica que metabolizan el dióxido de carbono de la atmosfera convirtiéndolo en compuestos orgánicos ricos en energía, produciendo tanto carbono como las plantas terrestres, y al romperse la membrana celular de estos organismos la materia orgánica es liberada al océano alimentando a bacterias heterótrofas en la superficie y el fondo marino. Pero una parte considerable de toda esta materia orgánica disuelta (DOM) en el agua se hunde y no regresa a la atmosfera durante décadas o milenios dando como resultado un equilibro entre fijación y remineralización de carbono, importante para su ciclo. EL problema que se presenta al querer analizar estos compuestos es que se encuentran en bajas concentraciones y son químicamente heterogéneas haciendo que los métodos convencionales no sirvan, así que los estudios y experimentos se centran en la fracturación de monómeros biológicos. Este tipo de estudios nos da una nueva visión del ciclo del carbono, pero la cantidad de estas moléculas orgánicas son demasiado pequeñas así como su flujo, siendo así necesaria la identificación de otras moléculas orgánica de origen biológico. Ambos microbiomas tienen una composición compleja formada por miles de miembros distintos. Los experimentos basados en la metagenómica, metatranscriptómica y metaproteómica, están proporcionando información valiosa sobre las capacidades metabólicas de los microbios marinos. Por ejemplo, cuando las comunidades microbianas superficiales de la oligotrófica del Océano Pacífico que se bañan en alto peso molecular de DOM, los patrones de expresión de genes cambian con el tiempo, lo que indica cambios sucesivos en las capacidades metabólicas. Gracias al uso de métodos adaptados de la metabolómica, se identificaron y cuantificaron los compuestos que se liberan en el agua de mar, producto de vías bioquímicas conocidas, como ácidos aromáticos entre otros, pero no es suficiente para predecir todas las moléculas producidas o emitidas por una célula. De acuerdo a un grupo de investigadores tailandeses que hicieron un experimento de fotodegradación, indican que los microbios de la superficie están compitiendo con el sol para aprovechar rápidamente las moléculas fotosintetizadas. Otras investigaciones recientes han profundizado en las relaciones entre las distintas especies de plancton lanzando que las bacterias proporcionan vitamina B12 para las diatomeas, lo que a cambio proporcionan la materia orgánica a la bacteria. La comprensión de la función del microbioma es una frontera científica que avanza rápidamente, con el creciente número de estudios en ambos sistemas anfitriones humanos y entornos naturales. Un grupo de científicos identificó proyectos de alta prioridad para la atención inmediata, incluido el papel de los microbios en el ciclo del carbono del océano y el papel de las moléculas orgánicas en la mediación de metabolismo celular y la función de la comunidad. Otras empresas ambiciosas que implican los microbios de mapeo a través de los océanos, incluyendo los proyectos del Océano Global de muestreo y Tara Oceans, están proporcionando vistas sin precedentes de la variabilidad espacial de los microbios de todo el planeta. La integración de estos puntos de vista emergentes de las comunidades microbianas con nuestro objetivo de divulgación de sus funciones metabólicas en el ciclo del carbono avanzará en gran medida nuestra capacidad de comprender y, finalmente, a predecir cómo responden los microbios en nuestro clima cambiante y cómo esas respuestas pueden a su vez afectar el ciclo global del carbono. El ciclo del carbono ayuda a varios procesos, por ejemplo en su forma de compuesto de dióxido de carbono que es un gas invernadero, que debido a la industria este ha aumentado y a pesar del metabolismo de los organismos fotosintéticos que lo utilizan hay mucho en el ambiente. Este tipo de gases son útiles para evitar una temperatura excesivamente baja, pero su exceso á hecho lo contrario.
Articulo: The ocean microbiome: metabolic engine of the marine carbon cycle. Alumna: Rodríguez Blanco Fernanda
Los microorganismos son la base del ciclo de carbono marino. En la superficie se encuentran cianobacterias fotosintéticas y fitoplancton que utilizan la energía solar para convertir el dióxido de carbono en compuestos orgánicos con un alto nivel de energía. Una gran cantidad de carbono queda en las profundidades del océano como partículas y materia orgánica disuelta. En un año, distintas especies de fitoplancton pueden fijar tanto carbono como lo hacen las plantas. Es importante recalcar que el balance entre la fijación del carbono y la remineralización del mismo,funciona como un parámetro para el ciclo del carbono e influye en la capacidad del océano para resguardar C. En este trabajo tan sinuoso, encontramos que la diversidad, fisiología y ecología del microbioma oceánico permite la existencia de una gran cantidad de microorganismos que logran equilibrar estos procesos a través de sus rutas metabólicas. La actividad metabólica de microorganismos marinos repercute en la variedad de moléculas orgánicas disueltas en el agua, dicha variedad se conoce mejor como DOM (disolved organic matter). La complejidad de la diversidad microbiana ha sido caracterizada gracias a los estudios de secuenciación genómica del RNA(r), esta información sirve como herramienta para comprender las funciones metabólicas y cómo estas repercuten en distintos hábitats en el océano. Por otro lado, gracias a la espectrometría de masas es posible conocer los componentes que contiene DOM, como consecuencia se identifica la presencia de las moléculas más significativas que interfieren en el desarrollo del metabolismo microbiano en el océano. En la búsqueda de las moléculas principales que conforman la interacción microbio-DOM, los oceanógrafos han encontrado nueva información gracias a la espectroscopia de masas (MS) para conocer los componentes orgánicos más abundantes en el agua. Estos instrumentos pueden discernir diferencias muy pequeñas en masa, por debajo de la masa de un electrón, y así se pueden utilizar para determinar la composición elemental de las moléculas en el agua. Entender la función de los microbiomas representa un avance enorme en la ciencia pues se rompen fronteras y surgen nuevas ideas o proyectos. En el artículo se mencionan varios trabajos de investigación que se han propuesto; en lo personal el que más me agradó (lo considero muy visionario y ambicioso), consiste en mapear todos los microbios a través de los océanos, esto podría permitir una observación de la variabilidad espacial de los microbios por todo el planeta. Realmente considero que es una idea excelente pero muy compleja. Finalmente, puedo llegar a la conclusión de que el conocimiento generado por todas las investigaciones y estudios realizados sobre las comunidades microbianas en el océano, ha permitido entender el rol del metabolismo dentro del ciclo del carbono, que a su vez mejora la capacidad del científico para predecir cómo los microbios reaccionan a los cambios climáticos y qué impacto tendrá en el ciclo del carbono.
Tovar Hernández Amanda Sofía. EL MICROBIOMA OCEÁNICO, MOTOR METABÓLICO DEL CICLO DEL CARBÓN MARINO. En este último ensayo hablaremos acerca del ciclo del carbón en la vida marina, así como de la relación entre microbiomas marinos y la materia orgánica disuelta (DOM), la importancia de la espectrometría para identificar compuestos orgánicos dominantes en el mar, la relación metabólica entre las especies de plancton y un panorama de la aplicación de todo esto hacia el futuro. Todo esto para poder establecer una relación entre la actividad microbiana y el ciclo marino del carbón. Los microorganismos son la base del ciclo marino del carbón. Las cianobacterias sintéticas y fitoplancton eucariótico en la superficie del océano usan la energía solar para convertir dióxido de carbono en compuestos de rica energía orgánica que es liberada con el rozar de otros organismos. Alrededor de un año el fitoplancton oceánico ha fijado tanto carbón como las plantas terrestres, mientras que la mayor parte de este carbono es respirado como dióxido de carbono entre minutos y meses otra parte se hunde en lo profundo del océano como materia orgánica disuelta, y puede ser absorbido por la atmósfera durante periodos de tiempo realmente largos. El equilibrio entre la fijación y remineralización del carbono es un parámetro clave en el ciclo global del carbono y afecta la capacidad acarreadora de carbono del océano así como los niveles de dióxido de carbono atmosférico y por lo tanto también al cambio climático; este cambio en el balance es consecuencia del metabolismo microbiano influenciado por la diversidad, fisiología y ecología de los organismos que conforman el micro bioma oceánico ya que la actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su alrededor. Estudios recientes se han enfocado en el cambio de los monómeros biológicos como aminoácidos y azucares basados en que los compuestos más importantes en el agua de mar se re ensamblarán en los metabolismos de organismos vivientes, estos estudios han cambiado la forma en que vemos al ciclo del carbono. Recientes esfuerzos analíticos abarcan microbiomas marinos y DOM Tanto microbiomas marinos como DOM son bastante complejos ya que están compuestos por decenas de miles de componentes distintos. Sin embargo, estas mezclas complejas se han examinado en tándem, con la ayuda avanzada de analíticos y herramientas informáticas, incluyendo a la siguiente generación en secuenciación Estos estudios han proporcionado información acerca de muchos cientos de genomas y transcriptores de bacterias marinas y esto a su vez permite comprender las funciones metabólicas dentro de diversos hábitats oceánicos.
Probar el agua de mar Exo - Metaboloma Los organismos modelo son una herramienta fundamental para la investigación las capacidades metabólicas de los microbios marinos en relación a la composición de sustratos de crecimiento en DOM. Estudios realizados respecto a esta relación concluyeron que aunque la disponibilidad de una secuencia de ayuda en la identificación de posibles fuentes de estas moléculas es en extremo útil , las secuencias del genoma hasta ahora no son suficientes para predecir todas las moléculas producidas o emitidas por una célula
La espectrometría de masa ayuda a resultados metabólicos En la búsqueda de las moléculas que forman la base de las interacciones microbio - DOM , la espectrometría de masas ( MS) sirve como herramienta ayudando a los oceanógrafos para identificar los compuestos orgánicos dominantes en agua de mar. Esta herramienta ayuda para el reconocimiento de las complejas mezclas de las cuales se produce el DOM las cuales, pueden dar pistas de los cambios de los niveles moleculares que afectan la productividad microbiótica y el proceso que sigue la materia orgánica en el océano.
Examinando las reacciones metabólicas entre las especies de plancton y más allá. Otras investigaciones recientes han profundizado en las relaciones entre las especies individuales de plancton, examinar cómo estas relaciones están mediadas a través del DOM y a través de cier tos estudios se determinó que el sulfonato se libera por las diatomeas y posteriormente utilizado como sustrato principal por las bacterias. Se concluye que los estudios que se han realizado no han dado grandes resultados y que queda mucho por descubrir para poder hacer comparaciones metabólicas acerca del entorno oceánico.
Panorama del futuro Entender la función de los microbiomas es un gran avance para las barreras científicas, con la gran cantidad de estudios que se realizan, se ha empezado a dar prioridad a los estudios sobre el papel de los microbios en el ciclo del carbono en el océano y el papel de las moléculas orgánicas en la mediación del metabolismo celular. El estudio del exometaboloma del océano nos ayuda a crear un vínculo entre la actividad microbiana y el ciclo del carbono marino
Este último artículo en lo personal me pareció el más sencillo pero a su vez el más interesante, ya que resalta la importancia de la actividad microbiana en el mar y para mi este es un tema de sumo interés.
“The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle”
Los organismos que viven en el agua son los principales responsables del ciclo del carbono en ese medio algunos capturan la energía solar y pueden llevar a cabo la fijación del carbono y alimentar a las comunidades que están en la superficie tanto las que estas en las profundidades. Para mantener el ciclo del carbono es muy importante tener un equilibrio entre la fijación del carbono y la remineralización ya que afecta la capacidad de transporte del carbono.
El metabolismo de los microbios marinos afecta la composición química del mar ya que desprenden molecular orgánicas que quedan disueltas en el mar. A pesar de que se han hecho muchos estudios para saber qué es lo que sucede las muestras que se han encontrado son muy pequeñas por lo que es difícil encontrar los componentes. Un conjunto de mezclas es examinada con ayuda de instrumentos avanzados para dar lugar a amplios estudios de la biodiversidad microbiana a través del tiempo y del espacio del océano, todo esto va encaminado a resalta la posible importancia de las capacidades metabólicas de los microbios marinos sin embargo se necesitan cada vez más bases y lenguaje químico para poder entender y explicar mejor este proceso.
A lo largo del articulo describes una variedad de experimentos, algunos más complejos que otros, como el que se dio con las mesclas de sustratos inorgánicos.
Al estudiar las relaciones metabólicas se puede hacer un vínculo entre las especies que habitan en el mar. Tras un experimento se identificó en las muestras recogidas hay una serie significativa del carbono orgánico y el azufre en el agua del mar de la Zona Oriental del Océano Pacífico lo que puede significar que además desempeñan un papel ecológico debajo del mar.
Lo que se espera para el futuro es poder entender el funcionamiento del metabolismo microbiano para dar pasos más rápidos dentro de la ciencia con ayuda de sistemas hecho por el hombre y los que son naturales para así poder comprender como los microbios pueden darnos la respuesta a los cambios del química y como el ciclo del carbono puede afectar a este.
Lo que es capaz de hacer el ser humano es increíble, y más el saber que siempre hay científicos preocupándose por dar respuesta a lo que pasa en nuestro entorno. Considero que es muy importante tomar en cuenta que para estudias cosas que parecieran solo de Biología se necesitan muchas más ramas, ya que podemos involucrar a la física, química, bioquímica y hasta la informática para poder encontrar nuevos sistemas a parte de los que ya conocemos o creemos conocer.
Kujawinski; et al.; (2016) “The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cicle Microbe”. 11:6 262-267
Del Río Písula María Sara Los microorganismos son la base del ciclo de carbono marino. En un año, las especies marinas de fitoplancton fijan la misma cantidad de carbono que las plantas terrestres. Mentras que la mayor parte del carbono es respirado como dióxido de carbono, otra parte se hunde en lo profundo del océano como materia orgánica disuelta, y puede ser absorbido por la atmósfera durante periodos de tiempo realmente largos. El equilibrio entre la fijación y remineralización del carbono es un parámetro clave en el ciclo del carbono y afecta los niveles de dióxido de carbono atmosférico. Este cambio en el balance es consecuencia del metabolismo microbiano influenciado por la diversidad, fisiología y ecología de los organismos que conforman el micro bioma oceánico ya que la actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su alrededor. Antiguos estudios se concentraban en el movimiento de monómeros biológicos tales como aminoácidos y azúcares a través de agua marina; A pesar de que estos estudios transformaron nuestra visión sobre el ciclo del carbón, las concentraciones y flujos de estos compuestos son muy pequeñas para explicar los movimientos de carbono. Además de que restan muchas moléculas significativas por indentificar. En 1990 comenzó el análisis de secuenciaciones de rRNA en microbiomas marinos para entender las funciones metabólicas en ambientes marinos. Sin embargo, técnicas más avanzadas, basadas en la espectometría están comenzando a indentificar las moléculas clave producidas o consumidas por diferentes microbios. Así mismo, los modelos de organismos son otra herramienta crítica para la investigación de los sistemas metabólicos de los microbios marinos. En experimentos en campo, basados en herramientas de la biología como la metagenómica y metatranscriptasa prueban interesantes vistas en los mecanismos de estos microbios. Este artículo muestra la gran cantidad de proyectos alrededor del mundo que buscan entender la función de los microbiomas en el ciclo del carbono en el océano y el papel de las moléculas orgánicas para en un futuro entender y predecir como responderán los microbios al cambio climático y cómo esa respuesta afectará el ciclo del carbono.
The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle
En las superficies y profundidades del océano existen comunidades de bacterias heterótrofas, microorganismos se arreglan para obtener energía a partir del dióxido de carbono. El balance entre la fijación y la reminaralización es clave y un parámetro para medir la capacidad del océano de acarrear carbono. Y el producto de este metabolismo son moléculas disueltas que forman el DOM (mezcla de compuestos reducidos de carbono que contienen moléculas de origen biológico reciente con moéculas de hace miles de años disueltas en el agua). El microbioma Marino, o como lo maneja el artículo DOM, con 10 mil miembros que abarcan ratos de abundancia y receptividad examinados para comprender la diversidad microbiológica marina, el cual ha sido objeto de examen porque desafía los métodos convencionales de análisis. Se ha relacionado con la productividad metabólica de monómeros como los aminoácidos por su complejidad química heterogénea, del cual se sabe un poco más con cada estudio que se ha hecho, se ha comenzado a identificar también moléculas producidas y consumidas por microbio.
Cantidad de experimentos y herramientas se han utilizado para investigar las capacidades metabólicas de los microbios y su relación con DOM, experimentos basado en metagenómicos, metatransciptómicos y metaproteónicos han permitido analizar profundamente estas capacidades metabólicas. El MIT (Massachussetts Institute of Technology) ha estudiado la complejidad metabólica de los microbios. Los conocimientos químicos en la naturaleza de los sustratos orgánicos darán pie al entendimiento de las rutas metabólicas desconocidas; hay una discusión acerca del origen de moléculas, ya que las secuencias del genoma que se tienen en la actualidad, no son suficientes para predecir las moléculas resultantes de las vías metabólicas de una célula o de una reacción no enzimática. de las reacciones no enzimáticas que liberan moléculas
Actualmente las herramientas de Masa Espectometría miden la masa de miles de moléculas, lo cual ayuda a determinar la composición de las moléculas del agua y hacer análisis comparativos, ahora integran datos como parámetros biológicos lo cual incluye la diversidad microbioma, y parámetros ambientales, lo cual proporciona pistas en los cambios de nivel molecular que afecta a la productividad y al proceso de formar materia microbiana. Dentro de la discusión sobre la Degradación microbioma y si ésta compite con la luz del sol, Thais Bittar de University of Georgia Skidaway Insitute of Oceanography hizo una experimento con DOM intracelular y extra celular y obtuvieron interesante conclusiones: los microbios de aguas superficiales sí compiten con la luz de sol. En la relación entre especies de plantón encontramos asociaciones químicas en co-cultivo y que se proporciona vitamina B-12 y se regresa materia orgánica, se sabe esto gracias a numerosas investigaciones y experimentos, sin embargo el desconocimiento de los metabolitos sigue siendo amplio, y se ha demostrado que pueden ser una clave ecológica para el futuro, sin embargo, se están generando Fuertes hipótesis gracias a las integraciones de datos basados en genoma y ahora existen redes de investigación de coordinación para englobar estudios tanto biológicos como químicos que, con el avance de la informática, serán más manejables y útiles para el estudio de la oceanografía microbiana.
Entender la función de los microbiomas ha sido un gran avance científico en el que se han enfocado urgentes experimentos de estudio del papel de los microbios en el ciclo del carbono en el océano, moléculas orgánicas, metabolismo celular y cómo funciona su comunidad.
The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle El pilar del ciclo marino del carbono
El metabolismo de microbios marinos es un tema ampliamente estudiado actualmente debido a que los microorganismos son la base del ciclo del carbono en los océanos; en el cual, tras la fijación del carbono por parte de cianobacterias fotosintéticas y el fitoplancton, el carbono puede tomar dos vías, ser procesado por bacterias heterótrofas y volver a la atmósfera en forma de CO2 o hundirse y ser remineralizado, por lo cual el ciclo marino del carbono afecta no sólo la concentración de este en el océano sino también su concentración en la atmósfera y por lo tanto el clima del planeta.
Así pues, entender el metabolismo de los microorganismos marinos es importante especialmente dada la situación actual del cambio climático. Sin embargo, este es un tema muy amplio que requiere el esfuerzo de muchos investigadores alrededor del mundo, así como nuevas tecnologías, como se ve reflejado en el artículo. Empezando con la determinación de la composición de la materia orgánica disuelta en los océanos, la cual se está estudiando en conjunto con la diversidad de microbios y ha permitido la obtención de múltiples genomas de microorganismos así como la determinación de las moléculas que producen o consumen ciertos microorganismos.
Podemos mencionar el trabajo de Jay McCarren y su equipo, quienes han observado cambios en la expresión de genes asociados con las capacidades metabólicas de microorganismos según la composición química de su ambiente. O el uso de la espectrometría de masas para identificar la composición de moléculas individuales presentes en el agua de mar, lo cual ha llevado a Thais Bittar a considerar que los microbios de la superficie compiten por su alimento contra la fotodegradación de las moléculas sintetizadas por los organismos fijadores del carbono. O también estudios de las relaciones entre especies de plancton mediadas por la materia orgánica disuelta, como el realizado por Brynday Durham.
Lo que me agrada de éste artículo es que muestra cómo se crea la ciencia a partir de la cooperación de varios investigadores y herramientas de diversas disciplinas que trabajan hacia una meta en común.
Referencias Kujawinski, E.B.; Moran, M.A.; Stubbins, A.; Fatland, R. (2016) The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle. Microbe: 11, 6, p. 262-267
Artículo: "The Ocean Microbiome: MetabolicEngine of the Marine Carbon Cycle"
El ciclo del carbono es de vital importancia para prácticamente cualquier organismo vivo de la Tierra. Las cianobacterias y el fitoplancton son organismos que viven en la superficie de los océanos y tienen la capacidad de fijar carbono (es decir transformar el CO2 del ambiente y, gracias a la energía solar, convertirlo en compuestos orgánicos ricos en energía). Estos organismos, al ser ingeridos por otros, van transfiriendo esos carbonos eventualmente a todos los demás organismos heterótrofos. Por otro lado, el balance entre la fijación del carbono y su remineralización es fundamental para el ciclo del carbono global, el cual influye en buena medida en el clima. El metabolismo de los microorganismos determina las moléculas orgánicas de su medio (disolved organic matter, DOM), por lo cual el estudio de ese “caldo” arrojará información valiosa sobre los procesos metabólicos de esos microorganismos pero también del ciclo del carbono. Sin embargo, la respuesta metabólica de los microbios a su ambiente es bastante compleja, y conlleva grandes dificultades debido a que esos microbiomas (comunidades ecológicas de microorganismos) y sus productos metabólicos son muy difíciles de cuantificar al ser extremadamente diversos, poco abundantes, y rápidamente degradados con la luz solar. La espectrometría de masas ha revolucionado este tipo de estudios pues gracias a ella se ha podido conocer las moléculas que se producen y se consumen por algunos microorganismos, así como su interrelación. Al analizar a la S. elongatus, los investigadores se soprendieron de que algunos sus procesos metabólicos no eran predichos por su genómica. Se piensa que pueden ser más bien son reacciones no enzimáticas las que liberan tales productos metabólicos. Sin embargo, por otro lado tampoco se puede estar seguro de que se puedan predecir todas las moléculas producidas o liberadas por una célula, ni siquiera gracias los grandes avances que se han tenido en cuanto a la secuenciación de ADN. Se han estudiado también las relaciones entre especies individuales de plancton. Por ejemplo se ha descubierto que el trasportadores de DHPS es regulado cuando dos tipos de microbios se encuentran juntos. Una buena parte de los estudios que se realizan sobre los microorganismos marinos y el DOM se enfocan a comprender el papel de los microbios en el ciclo del carbono y la interrelación entre éstos y los cambios globales del clima. Sin embargo quedan muchas preguntas por responder, las cuales posiblemente serán respondidas gracias a la comparación de bases de datos de los genomas y a estudios de laboratorio.
SABINA YETLANEZI SÁNCHEZ OLIVERA Muchos organismos no somos capaces de crear nuestros propios compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera, por lo que tenemos que obtener nuestros nutrientes a partir de otros organismos que sí pueden hacerlo. Toda esta cadena trófica no sólo es importante debido a que gracias a eso podemos alimentarnos, sino que este balance entre la fijación del carbono y su remineralización es un factor muy importante para mantener el equilibrio de todo el ciclo del carbono, y por consiguiente el porcentaje de dióxido de carbono en la atmósfera,el cuál afecta muchos factores como lo son el clima mundial, algunos fenómenos naturales, la acidificación del océano, etc, sin embargo, contrario a lo que se cree, a pesar de que las plantas sí son organismos importantes en la fijación de carbono, el dióxido de carbono en la atmósfera es mayormente fijado en los océanos tanto como por bacterias como por el fitoplancton, por lo que este balance tan delicado que es producto del ciclo del carbono está directamente relacionado con el metabolismo, diversidad e interacciones entre la microbioma oceánica, que es de lo que trata principalmente el artículo, de el ciclo del carbono y como este se mueve en el mar y la relación que tiene con diferentes microorganismos que ponen el carbono a disposición de los demás . El metabolismo de estos organismos fijadores de carbono en los océanos es tan importante que incluso afecta la cantidad de materia orgánica disuelta en el mar conocida también como DOM por sus siglas en inglés, el cual es considerado el exo-metaboloma de los microorganismos en estos ambientes .Se ha tratado de identificar su composición a través de técnicas analíticas basadas en la masa espectrométrica, lo cual ha servido para empezar a identificar algunas moléculas producidas o consumidas por diferentes microorganismos, ayudándonos a entender el microbioma marino y el metabolismo de estos, sin embargo, ha sido difícil debido a la enorme cantidad de compuestos diferentes e inestables que se encuentran en esta mezcla heterogénea. En el artículo habla también de varios estudios, experimentos y métodos diferentes que se utilizaron y los resultados de todos estos diferentes experimentos y análisis con diferentes propósitos han arrojado mucha nueva información que va desde la importancia que tiene la materia orgánica disuelta para mediar las relaciones uno a uno del fitoplancton, como la comprension de la diversidad microbiana y secuenciación de genes de rRNA de bacterias marinas, arqueas y eucariontes microbianos, los cuales han ayudado a comprender funciones metabólicas dentro de diferentes ambientes marinos, también se logró la identificación de metabolitos liberados por S.elongatus, sin embargo tener esta información de su rRNA secuenciada no es suficiente para predecir todas las moléculas producidas o emitidas por una célula, por lo que se concluye que es necesario crear más proyectos para la comprensión del rol de los microorganismos marinos en el ciclo del carbono marino y el rol mediador de algunas moléculas orgánicas en el metabolismo celular y en la función del microbioma así como otras cosas que nos puedan ayudar a entender completamente el papel de los microorganismos marinos en el ciclo del carbono y predecir las consecuencias que podrían haber para ellos durante esta etapa donde el planeta está sufriendo cambios climáticos importantes debido al rápido aumento de dióxido de carbono en nuestra atmósfera y por consiguiente predecir cómo afectaría la respuesta de este microbioma a todo el ciclo del carbono .
Para los organismos como las cianobacterias y el fitoplancton que habitan en la superficie de lo océanos y que transforman el CO2 del ambiente gracias a la energía solar, el ciclo del carbono toma un papel de suma importancia. Así como la actividad metabólica de los microbios marinos que afecta a su alrededor en la variedad de moléculas orgánicas que son comúnmente llamados "materia orgánica disuelta" el cual al realizar los estudios de esta sopa de materia nos muestra lo complejo que es el estudio de las concentraciones y los flujos de los compuestos dado que son demasiado pequeños para explicar la facturación del carbono y deben ser estudiadas otras moléculas de manera biológica. Los diferentes y recientes estudios que sea han realizado han arrojado que la micro biología y química analítica han incrementado en complejidad, sin embargo se ha estado desarrollando herramientas para conjuntar estos datos complementarios y para poder pensar en nuevas hipótesis sobre el metabolismo microbiano en el crecimiento oceánico. Para conocer más sobre las capacidades metabólicas de los microbios marinos se han realizado experimentos de campo con resultados sumamente provechosos, basados en las herramientas de la biología de sistemas como, entre otras, la metagenómica. Entre otras cosas, algunos procesos metabólicos han sorprendido a los investigadores, lo que ha llevado a una hipótesis de que se trata más bien de reacciones no enzimáticas las que liberan productos metabólicos. Por otra parte, otros trabajos realizados han arrojado que existen cambios en la expresión de genes que son asociados con las capacidades metabólicas según la composición del ambiente. Así pues, podemos ver que la comprensión de la función de los microbios ha ido creciendo por la cantidad de estudios que se han realizado tanto en el entorno humano como el natural.
La materia orgánica disuelta en los océanos “DOM” es una mezcla heterogénea de compuestos reducidos del carbono que contenedores de moléculas con un origen biológico reciente, pero también se pueden encontrar moléculas que han recorrido los océanos por miles de años. Estos compuestos han tomado mucha importancia en las investigaciones de años recientes, ya que los compuestos inestables de DOM pueden ser considerados la huella química de la actividad microbiana.
El microbioma de los océanos es fundamental para la fijación del dióxido de carbono de nuestro planeta. Entender cada vez más lo que pasa en aquellos misteriosos océanos, nos ayudaría a predecir cómo es que los actuales y futuros cambios climáticos afectarán a dichos organismos o como estos responderán.
Sin embargo estamos a bastantes pasos de entender por completo los mecanismos exactos y el papel detallado que juegan los microbios en el ciclo del carbono. Por ejemplo, Durham y su equipo, al estudiar las relaciones metabólicas entre especies de plancton (Thalassiosira pseudosoma y Ruegeria pomeroyi) y el regulamiento de DHPS, nos muestra que lo que se sabe sobre los metabotitos microbianos - que podrían jugar papeles ecológicos importantes en el océano- , es muy poco.
Se han desarrollado muchas técnicas de análisis, basadas generalmente en la espectrometría de masas, las cuales identifican las moléculas de más importancia que pueden ser consumidas o digeridas por los microorganismos.
En el artículo, los autores hacen hincapié en que el desarrollo de la informática es esencial para avanzar y seguir descubriendo el misterio de los microbios, con lo cual concuerdo totalmente. Hoy en día la biología, la física y química no están aisladas, sino que se comienza a entender que la ciencia es totalmente interdisciplinaria.
Kujawinski, E.B.; Moran, M.A.; Stubbins, A.; Fatland, R. (2016) The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle. Microbe: 11, 6, p. 262-267
LÓPEZ VELÁZQUEZ NADIA SARAY The Ocean Microbiome: Metabolic engine of the marine carbon cycle. Al hablar del ciclo del carbono marino se parte de organismos como la cianobacteria fotosintética y el plancton eucarionte que en la superficie oceánica usan energía solar para convertir CO2 en compuestos orgánicos, fijando así el carbono y posteriormente liberándolo, con lo que alimentan a diversas bacterias heterótrofas. Una parte del carbono fijado es respirado como CO2 y la otra se hunde en el océano como partículas y materia orgánica disuelta. Ahora, se sabe que existe un equilibrio entre los procesos del ciclo del carbono (fijación y remineralización) que determina la capacidad de carga de carbono del océano y los niveles de CO2 en la atmosfera. Debido a que este equilibrio es resultado directo del metabolismo microbiano, se ve influenciado por la amplia diversidad de los miembros del microbioma oceánico. También se pude decir que la actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su entorno, tal es el caso de las moléculas orgánicas disueltas (DOM) que incluye desde moléculas de origen biológico reciente hasta aquellas presentes desde hace miles de años. El desafío en poder caracterizar la composición de esta sopa molecular se debe a que las moléculas están en concentraciones muy bajas. Para ello han sido examinados con ayuda de herramientas informáticas entre las que destaca la secuenciación next-generation, que permite el estudio de la diversidad microbiana a partir de estudios de la secuencia del gen rRNA. El objetivo de estas investigaciones es, entre otras, comprender las funciones metabólicas en diversos hábitats y conocer así las capacidades metabólicas. Las técnicas analíticas en este estudio se basan en la espectroscopia de masas que nos permite comprender un poco más el lenguaje químico del microbioma oceánico. Esto se logra a través de la experimentación con organismos modelo que permitan identificar las capacidades metabólicas de los microorganismos en relación de sustratos de crecimiento en DOM. Conforme a las investigaciones del MIT los patrones de expresión de genes cambian con el tiempo, lo que sugiere, cambios sucesivos en las capacidades metabólicas. Sin embargo la respuesta metabólica de los microbios a su ambiente químico sigue siendo muy compleja y aunque la disponibilidad de una secuencia ayuda a la posible identificación de la fuente de esas moléculas, la secuencia del genoma no permite predecir todas las moléculas producidas o liberadas por una célula. Con la ayuda de la espectroscopia de masas se posibilita determinar la composición elemental de moléculas individuales en aguas naturales y a partir de ello la búsqueda de moléculas que forman la base de la interacción microbio-DOM. Si se pretende comprender la función del microbioma es necesario integrar los datos basados en el genoma, junto a diversos aspectos químicos tanto de campo como de laboratorio. El poder comprender el vínculo existente entre la actividad microbiana (que incluye la mediación de moléculas orgánicas en los procesos metabólicos) y el ciclo del carbono marino, es la clave para entender la respuesta microbiana al clima cambiante y su relación con el ciclo del carbono. El punto básico para el cumplimiento de todas las metas está en la colaboración interdisciplinaria que actualmente se auxilia en tecnolgías ampliamente desarrolladas.
Las cianobacterias y el fitoplancton, junto a muchos más microorganismos, usan la energía solar para fijar el dióxido de carbono (CO2) que se encuentra en la atmósfera. Estos microorganismos fijan, a lo largo de un año, casi la misma cantidad de carbono que las plantas terrestres. La mayoría del dióxido de carbono es utilizado por los microorganismos de la superficie del mar, pero una parte significante de este tipo de compuesto se hunde en las profundidades de los océanos como materia orgánica disuelta (DOM por sus siglas en inglés). El balance entre la fijación del carbono y la re mineralización de este es un parámetro clave y afecta los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, y este a su vez el cambio climático. Este balance está relacionado directamente con el metabolismo microbiano en el mar.
Experimentos de campo basados en meta’omics están aportando información relevante en torno al metabolismo de los microorganismos marinos. Un estudio de Jay McCarren y algunos colaboradores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) comienza a destacar la complejidad de la respuesta metabólica por parte de los microorganismos en torno a su entorno químico.
En la búsqueda de las moléculas que forman la base de las interacciones entre los microorganismos y la materia orgánica disuelta (DOM), las herramientas basadas en la espectrometría de masas ha sido de gran ayuda para los oceanógrafos en la caracterización de los compuestos orgánicos dominantes en el agua marina. Estas herramientas permiten medir miles de masas de moléculas al mismo tiempo. Esto ahorra mucho trabajo a los investigadores y les permite continuar buscando semejanzas y diferencias entre los microorganismos y la DOM. El entendimiento suficiente de los microorganismos marinos y sus roles metabólicos en el ciclo del carbono puede proveer posibles inferencias en cómo los microbios responden al cambio climático y cómo esas respuestas terminan afectando el ciclo del carbono en la Tierra.
Creo que el artículo arroja datos interesantes, como que la gran diversidad en cuestión de microorganismos marinos está muy presente en el ciclo del carbono, y por consecuente, en el cambio climático y la química atmosférica.
Omar Josue Obregón Portugal Este artículo nos habla sobre la importancia de los microorganismos fijadores de dióxido de carbono sobre la superficie oceánica (microbioma oceánico) y su relación con la materia orgánica disuelta (DOM), como papel clave en el ciclo del carbono. Cianobacterias fotosintéticas y fitoplancton eucariota en la superficie del océano usan la energía solar para convertir dióxido de carbono en compuestos orgánicos ricos en energía (proceso conocido como fijación del carbono), esta energía se libera cuando estos organismos son destruidos celularmente. Esto a su vez alimenta a una comunidad dinámica de bacterias heterótrofas en la superficie y en la profundidad de los océanos. La actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su entorno, en particular a la variedad de moléculas orgánicas disueltas en agua de mar. Este surtido molecular llamado materia orgánica disuelta (DOM), es una mezcla heterogénea de compuestos de carbono reducidos que contienen moléculas de origen biológico reciente, además de moléculas que han dado la vuelta al océano global desde hace miles de años. La composición de esta sopa molecular desafía cualquier caracterización debido a que sus muchas moléculas producidas biológicamente están presentes en concentraciones muy bajas, además son químicamente heterogéneas, haciendo que los métodos analíticos convencionales no sean suficiente. Por lo que aunque el metabolismo microbiano en toda su diversidad es fundamental en el ciclo global del carbono, los detalles de este proceso altamente complejo aún no se logran describir totalmente. El artículo también menciona que han surgido nuevos esfuerzos para tratar de entender la relación existente entre esta materia orgánica disuelta (DOM) y los microbiomas marinos, por lo que se ha analizado múltiple información sobre genomas y transcripciones de algunas bacterias marinas, arqueas y eucariontes microbianos. Estas secuencias de referencia están demostrando ser de suma importancia en la minería de datos de la secuencia a nivel de la comunidad para comprender las funciones metabólicas dentro de diversos hábitats oceánicos. También se menciona que gracias al uso de herramientas de espectrometría de masas de ultra resolución capaces de medir las masas de miles de moléculas al mismo tiempo, se ha podido determinar la composición elemental de las moléculas individuales en las aguas naturales. Todo esto con el objetivo de encontrar las moléculas que forman la base de las relaciones entre el DOM y los microorganismos del bioma marino. Otros estudios han determinado que probablemente los metabolitos microbianos podrían desempeñar un papel ecológico clave en el océano. Además se han podido crear herramientas capaces de integrar la vía de los metabolitos con modelos metabólicos generados a partir de secuencias de genoma, proporcionando un medio potencialmente útil para predecir moléculas individuales dentro de microbios específicos
Creo que es de suma importancia entender las relaciones del bioma marino y el ciclo del carbono, ya que estos conocimientos nos permitirían saber más sobre la variabilidad espacial de los microbios de todo el planeta. Así como también comprender y predecir como los cambios climáticos afectan a los microbios, y como esto a su vez afecta al ciclo del carbono.
Reyes Torres Anya Miranda
ReplyDeleteLos microorganismos de la superficie del mar fijan el dióxido de carbono; de esta manera las comunidades de bacterias heterótrofas que están en la superficie y también en las profundidades del océano, se alimentan.Son la base del ciclo del carbono que ocupan la energía solar para convertir el dióxido de carbono en compuestos orgánicos. La mayor parte de ese carbono es respirado como dióxido de carbono en poco tiempo, pero una pequeña fracción se hunde en las profundidades del océano como partículas y materia orgánica disuelta. El equilibrio entre la fijación de carbono y su remineralización es un punto clave en el ciclo del carbono y afecta su capacidad de transporte, así como los niveles de dióxido de carbono atmosférico y el clima mundial .Los microbios marinos afectan la composición química de su entorno, por la gran variedad de moléculas disueltas en ella. Esta gran cantidad de moléculas, comúnmente son llamadas, materia orgánica disuelta (DOM), que es una mezcla heterogénea de compuestos de carbono reducidos que contienen moléculas de origen biológico reciente, además de moléculas que le han dado la vuelta al océano durante miles de años. Son químicamente heterogéneas. Los primeros estudios se centraron en los aminoácidos y azúcares , basado en la premisa de que los compuestos más importantes que completan un ciclo a través del agua de mar se parecerían a los metabolismos de los microbios que viven.
Los microorganismos marinos tienen unos papeles fundamentales en procesos biogeoquímicos en el océano. Pero también son muy importantes para el ecosistema terrestre ya que son responsables de producir la mitad del oxígeno de la tierra! por medio de la fotosíntesis y por absorber CO2 de la atmósfera. El océano ocupa las dos terceras partes de nuestro planeta y casi todo el proceso de fotosíntesis que existe es generado por el microbioma marino. Estos varían de una zona a otra, por la temperatura o por el tipo de agua; también los microorganismos varían. La diversidad microbiana marina es mucho mayor que la de los animales y plantas terrestres. Y el ciclo del carbono es muy importante para el desarrollo de la vida y debemos considerar que todos nosotros estamos compuestos por grandes cantidades de carbono y los seres vivos se benefician de él de diferentes formas. El carbono se mueve en la atmósfera de los océanos, este se disuelve en el agua y los seres vivos del océano lo usan como por ejemplo para crear el material de sus esqueletos y caparazones.
El bióxido de carbono es un gas invernadero que atrapa al calor que hay dentro de nuestra atmósfera. Y sin este y otros gases de invernadero, la Tierra sería un lugar helado. Pero nosotros hemos aumentado exponencialmente la cantidad de estos gases y esto hace que nuestro planeta se caliente cada vez más y más. Ese ciclo participa en muchas cosas, como por ejemplo participa en los combustibles fósiles y el efecto invernadero.
muy bien
DeleteThe Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle.
ReplyDeleteSea-surface micoorganisms fix carbón dioxide, fueling a dynamic community of heterotropic bacteria at the surface and in the depths of the ocean.
Guadalupe Mateos Pimentel
Cianobacterias fotosintéticas y fitoplancton eucariota en la superficie del océano usan la energía solar para convertirla en dióxido de carbono, esto a su vez alimenta a una comunidad de baterías heterótrofas en la superficie y en la profundidad de los océanos. Mientras que la mayoría de este carbón fijado es respirado como CO2 otra parte se hunde en el océano como partículas y materia orgánica disuelta, donde puede ser secuestrado por la atmosfera durante décadas de milenio. La actividad metabólica de microbios marinos afecta la composición química de sus alrededores, en particular, la variedad de moléculas orgánicas disueltas en el agua de mar. Este surtido de moléculas es llamado disolvente de materia orgánica. Microbios marinos y DOM son muy complejos en su composición, hechos por decenas de miles miembros distintos, que están siendo examinados incluyendo la secuenciación de la próxima generación. Esto esta dando lugar a de diversidad microbiana en el océano a partir del gen rRNA que comienza a principios de los 90´s. El COM es considerado la huella química de la actividad micribiana.
El Massachusetts Instituto of Tecnología (MIT)comienxa a estudiar la complejidad metabólica de respuesta de los microbios a sus productos químicos de entorno, por lo tanto mas conocimientos químicos en la naturaleza del sustrato orgánico en el agua de mar proporcionara pistas importantes para el papel y la función de estas vías metabólicas desconocidas.
El articulo menciona también que otras investigaciones recientes han profundizado en especies de plancton que examinan como estas relaciones uno a uno son mediados a través del DOM. Por otra parte según Durham y colaboradores el análisis de metabolitos muestra las concentraciones intracelulares significativas de sulfonato hidroxipropano (DHPS). Después identificaron este metabolito en las muestras de campo en el Océano Pacifico Oriental. Destapando DHPS como reservorio potencialmente significativo de carbono y azufre en el agua de mar, este estudio pone de manifiesto lo poco que sabemos acerca de metabolitos microbianos que podrían desempeñar un papel ecológico clave en el océano.
Finalmente el articulo va concluyendo mencionando que el entendimiento de la función de microbiomas es el rápido avance de frontera científica, con el creciente numero de estudios en ambos sistemas anfitriones humanos y entornos naturales. El exometaboloma del océano es fundamental para ambos de estos esfuerzos, proporcionando un enlace entre la actividad microbiana y el ciclo del carbono.
muy bien
DeleteMARÍA JOSÉ BELMONT GARCÍA
ReplyDeleteMuchas veces se atribuye únicamente la conversión del dióxido de carbono en compuestos orgánicos a las plantas terrestres y se ignora la gran labor que realizan los microorganismos marinos cuando fijan el carbono, alimentando a la comunidad de bacterias heterótrofas ya sea de la superficie o profundidad del océano. Pero no todo el carbono que es fijado es respirado en forma de dióxido de carbono, una parte se queda en el océano, llegando a las partes más profundas de este donde puede llegar a la atmósfera hasta por milenios, esto representa un constante equilibrio entre la fijación y la remineralización en el ciclo del carbono, el va en constante relación de la capacidad de contener carbono de los océanos y de los niveles de dióxido de carbono. Me parece muy importante el contenido de este artículo ya que este balance es un resultado directo de la gran diversidad microbiana del océano.
Esta materia orgánica disuelta, compuesta por moléculas de origen biológico reciente o que llevan circulando en el océano por cientos de años, han sido estudiadas y se han encontrado monomeros biológicos como aminoácidos o azúcares circulando en las aguas marinas, a pesar de que esto representa una nueva manera de ver el ciclo del carbono es necesario encontrar una molécula significativa. Con la ayuda de avanzadas herramientas y técnicas,se ha ampliado el conocimiento de la diversidad microbiana; la secuencia de los genes de RNA de muchos organismos se conocen ahora gracias a que estos estudios son realizados desde 1990. Pero estas investigaciones no sólo son de ayuda para conocer el genoma de las distintas especies, también representan una herramienta para conocer la funciones metabólicas en relación con las hábitats que se encuentran en el océano.
En concreto lo que se busca es conocer las habilidades metabólicas en relación con la composición de la materia orgánica disuelta del océano.
Me pareció un artículo sorprendente ya que muestra la constante relación entre organismos y el ambiente que existe y como conocer las vías metabólicas de los organismos que se ven involucradas en el ciclo del carbono nos pueden ayudar a predecir cambios en el ciclo del carbono y a su vez su afección al cambio climático, lo que nos permitirá con el paso de las investigaciones poder manipular estos conocimientos con un propósito fijo.
bien
DeleteFRANCO FLORES EMMANUEL
ReplyDeleteLas cianobacterias y el fitoplancton son organismos fotosintéticos presentes en la superficie oceánica que metabolizan el dióxido de carbono de la atmosfera convirtiéndolo en compuestos orgánicos ricos en energía, produciendo tanto carbono como las plantas terrestres, y al romperse la membrana celular de estos organismos la materia orgánica es liberada al océano alimentando a bacterias heterótrofas en la superficie y el fondo marino.
Pero una parte considerable de toda esta materia orgánica disuelta (DOM) en el agua se hunde y no regresa a la atmosfera durante décadas o milenios dando como resultado un equilibro entre fijación y remineralización de carbono, importante para su ciclo.
EL problema que se presenta al querer analizar estos compuestos es que se encuentran en bajas concentraciones y son químicamente heterogéneas haciendo que los métodos convencionales no sirvan, así que los estudios y experimentos se centran en la fracturación de monómeros biológicos.
Este tipo de estudios nos da una nueva visión del ciclo del carbono, pero la cantidad de estas moléculas orgánicas son demasiado pequeñas así como su flujo, siendo así necesaria la identificación de otras moléculas orgánica de origen biológico.
Ambos microbiomas tienen una composición compleja formada por miles de miembros distintos.
Los experimentos basados en la metagenómica, metatranscriptómica y metaproteómica, están proporcionando información valiosa sobre las capacidades metabólicas de los microbios marinos.
Por ejemplo, cuando las comunidades microbianas superficiales de la oligotrófica del Océano Pacífico que se bañan en alto peso molecular de DOM, los patrones de expresión de genes cambian con el tiempo, lo que indica cambios sucesivos en las capacidades metabólicas.
Gracias al uso de métodos adaptados de la metabolómica, se identificaron y cuantificaron los compuestos que se liberan en el agua de mar, producto de vías bioquímicas conocidas, como ácidos aromáticos entre otros, pero no es suficiente para predecir todas las moléculas producidas o emitidas por una célula.
De acuerdo a un grupo de investigadores tailandeses que hicieron un experimento de fotodegradación, indican que los microbios de la superficie están compitiendo con el sol para aprovechar rápidamente las moléculas fotosintetizadas.
Otras investigaciones recientes han profundizado en las relaciones entre las distintas especies de plancton lanzando que las bacterias proporcionan vitamina B12 para las diatomeas, lo que a cambio proporcionan la materia orgánica a la bacteria.
La comprensión de la función del microbioma es una frontera científica que avanza rápidamente, con el creciente número de estudios en ambos sistemas anfitriones humanos y entornos naturales. Un grupo de científicos identificó proyectos de alta prioridad para la atención inmediata, incluido el papel de los microbios en el ciclo del carbono del océano y el papel de las moléculas orgánicas en la mediación de metabolismo celular y la función de la comunidad.
Otras empresas ambiciosas que implican los microbios de mapeo a través de los océanos, incluyendo los proyectos del Océano Global de muestreo y Tara Oceans, están proporcionando vistas sin precedentes de la variabilidad espacial de los microbios de todo el planeta. La integración de estos puntos de vista emergentes de las comunidades microbianas con nuestro objetivo de divulgación de sus funciones metabólicas en el ciclo del carbono avanzará en gran medida nuestra capacidad de comprender y, finalmente, a predecir cómo responden los microbios en nuestro clima cambiante y cómo esas respuestas pueden a su vez afectar el ciclo global del carbono.
El ciclo del carbono ayuda a varios procesos, por ejemplo en su forma de compuesto de dióxido de carbono que es un gas invernadero, que debido a la industria este ha aumentado y a pesar del metabolismo de los organismos fotosintéticos que lo utilizan hay mucho en el ambiente. Este tipo de gases son útiles para evitar una temperatura excesivamente baja, pero su exceso á hecho lo contrario.
muy bien
DeleteArticulo: The ocean microbiome: metabolic engine of the marine carbon cycle.
ReplyDeleteAlumna: Rodríguez Blanco Fernanda
Los microorganismos son la base del ciclo de carbono marino. En la superficie se encuentran cianobacterias fotosintéticas y fitoplancton que utilizan la energía solar para convertir el dióxido de carbono en compuestos orgánicos con un alto nivel de energía. Una gran cantidad de carbono queda en las profundidades del océano como partículas y materia orgánica disuelta. En un año, distintas especies de fitoplancton pueden fijar tanto carbono como lo hacen las plantas. Es importante recalcar que el balance entre la fijación del carbono y la remineralización del mismo,funciona como un parámetro para el ciclo del carbono e influye en la capacidad del océano para resguardar C. En este trabajo tan sinuoso, encontramos que la diversidad, fisiología y ecología del microbioma oceánico permite la existencia de una gran cantidad de microorganismos que logran equilibrar estos procesos a través de sus rutas metabólicas. La actividad metabólica de microorganismos marinos repercute en la variedad de moléculas orgánicas disueltas en el agua, dicha variedad se conoce mejor como DOM (disolved organic matter).
La complejidad de la diversidad microbiana ha sido caracterizada gracias a los estudios de secuenciación genómica del RNA(r), esta información sirve como herramienta para comprender las funciones metabólicas y cómo estas repercuten en distintos hábitats en el océano. Por otro lado, gracias a la espectrometría de masas es posible conocer los componentes que contiene DOM, como consecuencia se identifica la presencia de las moléculas más significativas que interfieren en el desarrollo del metabolismo microbiano en el océano.
En la búsqueda de las moléculas principales que conforman la interacción microbio-DOM, los oceanógrafos han encontrado nueva información gracias a la espectroscopia de masas (MS) para conocer los componentes orgánicos más abundantes en el agua. Estos instrumentos pueden discernir diferencias muy pequeñas en masa, por debajo de la masa de un electrón, y así se pueden utilizar para determinar la composición elemental de las moléculas en el agua.
Entender la función de los microbiomas representa un avance enorme en la ciencia pues se rompen fronteras y surgen nuevas ideas o proyectos. En el artículo se mencionan varios trabajos de investigación que se han propuesto; en lo personal el que más me agradó (lo considero muy visionario y ambicioso), consiste en mapear todos los microbios a través de los océanos, esto podría permitir una observación de la variabilidad espacial de los microbios por todo el planeta. Realmente considero que es una idea excelente pero muy compleja.
Finalmente, puedo llegar a la conclusión de que el conocimiento generado por todas las investigaciones y estudios realizados sobre las comunidades microbianas en el océano, ha permitido entender el rol del metabolismo dentro del ciclo del carbono, que a su vez mejora la capacidad del científico para predecir cómo los microbios reaccionan a los cambios climáticos y qué impacto tendrá en el ciclo del carbono.
bien!!
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ReplyDeleteTovar Hernández Amanda Sofía.
ReplyDeleteEL MICROBIOMA OCEÁNICO, MOTOR METABÓLICO DEL CICLO DEL CARBÓN MARINO.
En este último ensayo hablaremos acerca del ciclo del carbón en la vida marina, así como de la relación entre microbiomas marinos y la materia orgánica disuelta (DOM), la importancia de la espectrometría para identificar compuestos orgánicos dominantes en el mar, la relación metabólica entre las especies de plancton y un panorama de la aplicación de todo esto hacia el futuro. Todo esto para poder establecer una relación entre la actividad microbiana y el ciclo marino del carbón.
Los microorganismos son la base del ciclo marino del carbón. Las cianobacterias sintéticas y fitoplancton eucariótico en la superficie del océano usan la energía solar para convertir dióxido de carbono en compuestos de rica energía orgánica que es liberada con el rozar de otros organismos. Alrededor de un año el fitoplancton oceánico ha fijado tanto carbón como las plantas terrestres, mientras que la mayor parte de este carbono es respirado como dióxido de carbono entre minutos y meses otra parte se hunde en lo profundo del océano como materia orgánica disuelta, y puede ser absorbido por la atmósfera durante periodos de tiempo realmente largos. El equilibrio entre la fijación y remineralización del carbono es un parámetro clave en el ciclo global del carbono y afecta la capacidad acarreadora de carbono del océano así como los niveles de dióxido de carbono atmosférico y por lo tanto también al cambio climático; este cambio en el balance es consecuencia del metabolismo microbiano influenciado por la diversidad, fisiología y ecología de los organismos que conforman el micro bioma oceánico ya que la actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su alrededor.
Estudios recientes se han enfocado en el cambio de los monómeros biológicos como aminoácidos y azucares basados en que los compuestos más importantes en el agua de mar se re ensamblarán en los metabolismos de organismos vivientes, estos estudios han cambiado la forma en que vemos al ciclo del carbono.
Recientes esfuerzos analíticos abarcan microbiomas marinos y DOM
Tanto microbiomas marinos como DOM son bastante complejos ya que están compuestos por decenas de miles de componentes distintos. Sin embargo, estas mezclas complejas se han examinado en tándem, con la ayuda avanzada de analíticos y herramientas informáticas, incluyendo a la siguiente generación en secuenciación
Estos estudios han proporcionado información acerca de muchos cientos de genomas y transcriptores de bacterias marinas y esto a su vez permite comprender las funciones metabólicas dentro de diversos hábitats oceánicos.
Probar el agua de mar Exo - Metaboloma
Los organismos modelo son una herramienta fundamental para la investigación las capacidades metabólicas de los microbios marinos en relación a la composición de sustratos de crecimiento en DOM. Estudios realizados respecto a esta relación concluyeron que aunque la disponibilidad de una secuencia de ayuda en la identificación de posibles fuentes de estas moléculas es en extremo útil , las secuencias del genoma hasta ahora no son suficientes para predecir todas las moléculas producidas o emitidas por una célula
en dos partes, muy bien pero largo
Delete
ReplyDeleteLa espectrometría de masa ayuda a resultados metabólicos
En la búsqueda de las moléculas que forman la base de las interacciones microbio - DOM , la espectrometría de masas ( MS) sirve como herramienta ayudando a los oceanógrafos
para identificar los compuestos orgánicos dominantes en agua de mar. Esta herramienta ayuda para el reconocimiento de las complejas mezclas de las cuales se produce el DOM las cuales, pueden dar pistas de los cambios de los niveles moleculares que afectan la productividad microbiótica y el proceso que sigue la materia orgánica en el océano.
Examinando las reacciones metabólicas entre las especies de plancton y más allá.
Otras investigaciones recientes han profundizado en las relaciones entre las especies individuales de plancton, examinar cómo estas relaciones están mediadas a través del DOM y a través de cier tos estudios se determinó que el sulfonato se libera por las diatomeas y posteriormente utilizado como sustrato principal por las bacterias. Se concluye que los estudios que se han realizado no han dado grandes resultados y que queda mucho por descubrir para poder hacer comparaciones metabólicas acerca del entorno oceánico.
Panorama del futuro
Entender la función de los microbiomas es un gran avance para las barreras científicas, con la gran cantidad de estudios que se realizan, se ha empezado a dar prioridad a los estudios sobre el papel de los microbios en el ciclo del carbono en el océano y el papel de las moléculas orgánicas en la mediación del metabolismo celular. El estudio del exometaboloma del océano nos ayuda a crear un vínculo entre la actividad microbiana y el ciclo del carbono marino
Este último artículo en lo personal me pareció el más sencillo pero a su vez el más interesante, ya que resalta la importancia de la actividad microbiana en el mar y para mi este es un tema de sumo interés.
Mérida Escudero Karla Daniela
ReplyDelete“The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle”
Los organismos que viven en el agua son los principales responsables del ciclo del carbono en ese medio algunos capturan la energía solar y pueden llevar a cabo la fijación del carbono y alimentar a las comunidades que están en la superficie tanto las que estas en las profundidades. Para mantener el ciclo del carbono es muy importante tener un equilibrio entre la fijación del carbono y la remineralización ya que afecta la capacidad de transporte del carbono.
El metabolismo de los microbios marinos afecta la composición química del mar ya que desprenden molecular orgánicas que quedan disueltas en el mar. A pesar de que se han hecho muchos estudios para saber qué es lo que sucede las muestras que se han encontrado son muy pequeñas por lo que es difícil encontrar los componentes.
Un conjunto de mezclas es examinada con ayuda de instrumentos avanzados para dar lugar a amplios estudios de la biodiversidad microbiana a través del tiempo y del espacio del océano, todo esto va encaminado a resalta la posible importancia de las capacidades metabólicas de los microbios marinos sin embargo se necesitan cada vez más bases y lenguaje químico para poder entender y explicar mejor este proceso.
A lo largo del articulo describes una variedad de experimentos, algunos más complejos que otros, como el que se dio con las mesclas de sustratos inorgánicos.
Al estudiar las relaciones metabólicas se puede hacer un vínculo entre las especies que habitan en el mar. Tras un experimento se identificó en las muestras recogidas hay una serie significativa del carbono orgánico y el azufre en el agua del mar de la Zona Oriental del Océano Pacífico lo que puede significar que además desempeñan un papel ecológico debajo del mar.
Lo que se espera para el futuro es poder entender el funcionamiento del metabolismo microbiano para dar pasos más rápidos dentro de la ciencia con ayuda de sistemas hecho por el hombre y los que son naturales para así poder comprender como los microbios pueden darnos la respuesta a los cambios del química y como el ciclo del carbono puede afectar a este.
Lo que es capaz de hacer el ser humano es increíble, y más el saber que siempre hay científicos preocupándose por dar respuesta a lo que pasa en nuestro entorno. Considero que es muy importante tomar en cuenta que para estudias cosas que parecieran solo de Biología se necesitan muchas más ramas, ya que podemos involucrar a la física, química, bioquímica y hasta la informática para poder encontrar nuevos sistemas a parte de los que ya conocemos o creemos conocer.
Kujawinski; et al.; (2016) “The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cicle Microbe”. 11:6 262-267
muy bien
DeleteDel Río Písula María Sara
ReplyDeleteLos microorganismos son la base del ciclo de carbono marino. En un año, las especies marinas de fitoplancton fijan la misma cantidad de carbono que las plantas terrestres.
Mentras que la mayor parte del carbono es respirado como dióxido de carbono, otra parte se hunde en lo profundo del océano como materia orgánica disuelta, y puede ser absorbido por la atmósfera durante periodos de tiempo realmente largos. El equilibrio entre la fijación y remineralización del carbono es un parámetro clave en el ciclo del carbono y afecta los niveles de dióxido de carbono atmosférico. Este cambio en el balance es consecuencia del metabolismo microbiano influenciado por la diversidad, fisiología y ecología de los organismos que conforman el micro bioma oceánico ya que la actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su alrededor.
Antiguos estudios se concentraban en el movimiento de monómeros biológicos tales como aminoácidos y azúcares a través de agua marina; A pesar de que estos estudios transformaron nuestra visión sobre el ciclo del carbón, las concentraciones y flujos de estos compuestos son muy pequeñas para explicar los movimientos de carbono. Además de que restan muchas moléculas significativas por indentificar.
En 1990 comenzó el análisis de secuenciaciones de rRNA en microbiomas marinos para entender las funciones metabólicas en ambientes marinos. Sin embargo, técnicas más avanzadas, basadas en la espectometría están comenzando a indentificar las moléculas clave producidas o consumidas por diferentes microbios. Así mismo, los modelos de organismos son otra herramienta crítica para la investigación de los sistemas metabólicos de los microbios marinos.
En experimentos en campo, basados en herramientas de la biología como la metagenómica y metatranscriptasa prueban interesantes vistas en los mecanismos de estos microbios. Este artículo muestra la gran cantidad de proyectos alrededor del mundo que buscan entender la función de los microbiomas en el ciclo del carbono en el océano y el papel de las moléculas orgánicas para en un futuro entender y predecir como responderán los microbios al cambio climático y cómo esa respuesta afectará el ciclo del carbono.
muy bien
DeleteMonroy Guzmán Camila
ReplyDeleteThe Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle
En las superficies y profundidades del océano existen comunidades de bacterias heterótrofas, microorganismos se arreglan para obtener energía a partir del dióxido de carbono. El balance entre la fijación y la reminaralización es clave y un parámetro para medir la capacidad del océano de acarrear carbono. Y el producto de este metabolismo son moléculas disueltas que forman el DOM (mezcla de compuestos reducidos de carbono que contienen moléculas de origen biológico reciente con moéculas de hace miles de años disueltas en el agua). El microbioma Marino, o como lo maneja el artículo DOM, con 10 mil miembros que abarcan ratos de abundancia y receptividad examinados para comprender la diversidad microbiológica marina, el cual ha sido objeto de examen porque desafía los métodos convencionales de análisis. Se ha relacionado con la productividad metabólica de monómeros como los aminoácidos por su complejidad química heterogénea, del cual se sabe un poco más con cada estudio que se ha hecho, se ha comenzado a identificar también moléculas producidas y consumidas por microbio.
Cantidad de experimentos y herramientas se han utilizado para investigar las capacidades metabólicas de los microbios y su relación con DOM, experimentos basado en metagenómicos, metatransciptómicos y metaproteónicos han permitido analizar profundamente estas capacidades metabólicas. El MIT (Massachussetts Institute of Technology) ha estudiado la complejidad metabólica de los microbios. Los conocimientos químicos en la naturaleza de los sustratos orgánicos darán pie al entendimiento de las rutas metabólicas desconocidas; hay una discusión acerca del origen de moléculas, ya que las secuencias del genoma que se tienen en la actualidad, no son suficientes para predecir las moléculas resultantes de las vías metabólicas de una célula o de una reacción no enzimática. de las reacciones no enzimáticas que liberan moléculas
Actualmente las herramientas de Masa Espectometría miden la masa de miles de moléculas, lo cual ayuda a determinar la composición de las moléculas del agua y hacer análisis comparativos, ahora integran datos como parámetros biológicos lo cual incluye la diversidad microbioma, y parámetros ambientales, lo cual proporciona pistas en los cambios de nivel molecular que afecta a la productividad y al proceso de formar materia microbiana.
Dentro de la discusión sobre la Degradación microbioma y si ésta compite con la luz del sol, Thais Bittar de University of Georgia Skidaway Insitute of Oceanography hizo una experimento con DOM intracelular y extra celular y obtuvieron interesante conclusiones: los microbios de aguas superficiales sí compiten con la luz de sol.
En la relación entre especies de plantón encontramos asociaciones químicas en co-cultivo y que se proporciona vitamina B-12 y se regresa materia orgánica, se sabe esto gracias a numerosas investigaciones y experimentos, sin embargo el desconocimiento de los metabolitos sigue siendo amplio, y se ha demostrado que pueden ser una clave ecológica para el futuro, sin embargo, se están generando Fuertes hipótesis gracias a las integraciones de datos basados en genoma y ahora existen redes de investigación de coordinación para englobar estudios tanto biológicos como químicos que, con el avance de la informática, serán más manejables y útiles para el estudio de la oceanografía microbiana.
Entender la función de los microbiomas ha sido un gran avance científico en el que se han enfocado urgentes experimentos de estudio del papel de los microbios en el ciclo del carbono en el océano, moléculas orgánicas, metabolismo celular y cómo funciona su comunidad.
bien!
DeleteSánchez Herrera Victoria Abigail
ReplyDeleteThe Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle
El pilar del ciclo marino del carbono
El metabolismo de microbios marinos es un tema ampliamente estudiado actualmente debido a que los microorganismos son la base del ciclo del carbono en los océanos; en el cual, tras la fijación del carbono por parte de cianobacterias fotosintéticas y el fitoplancton, el carbono puede tomar dos vías, ser procesado por bacterias heterótrofas y volver a la atmósfera en forma de CO2 o hundirse y ser remineralizado, por lo cual el ciclo marino del carbono afecta no sólo la concentración de este en el océano sino también su concentración en la atmósfera y por lo tanto el clima del planeta.
Así pues, entender el metabolismo de los microorganismos marinos es importante especialmente dada la situación actual del cambio climático. Sin embargo, este es un tema muy amplio que requiere el esfuerzo de muchos investigadores alrededor del mundo, así como nuevas tecnologías, como se ve reflejado en el artículo. Empezando con la determinación de la composición de la materia orgánica disuelta en los océanos, la cual se está estudiando en conjunto con la diversidad de microbios y ha permitido la obtención de múltiples genomas de microorganismos así como la determinación de las moléculas que producen o consumen ciertos microorganismos.
Podemos mencionar el trabajo de Jay McCarren y su equipo, quienes han observado cambios en la expresión de genes asociados con las capacidades metabólicas de microorganismos según la composición química de su ambiente. O el uso de la espectrometría de masas para identificar la composición de moléculas individuales presentes en el agua de mar, lo cual ha llevado a Thais Bittar a considerar que los microbios de la superficie compiten por su alimento contra la fotodegradación de las moléculas sintetizadas por los organismos fijadores del carbono. O también estudios de las relaciones entre especies de plancton mediadas por la materia orgánica disuelta, como el realizado por Brynday Durham.
Lo que me agrada de éste artículo es que muestra cómo se crea la ciencia a partir de la cooperación de varios investigadores y herramientas de diversas disciplinas que trabajan hacia una meta en común.
Referencias
Kujawinski, E.B.; Moran, M.A.; Stubbins, A.; Fatland, R. (2016) The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle. Microbe: 11, 6, p. 262-267
excelente
DeleteAlumno: Gariglio Rangel Aldo Fabián
ReplyDeleteArtículo: "The Ocean Microbiome: MetabolicEngine of the Marine Carbon Cycle"
El ciclo del carbono es de vital importancia para prácticamente cualquier organismo vivo de la Tierra. Las cianobacterias y el fitoplancton son organismos que viven en la superficie de los océanos y tienen la capacidad de fijar carbono (es decir transformar el CO2 del ambiente y, gracias a la energía solar, convertirlo en compuestos orgánicos ricos en energía). Estos organismos, al ser ingeridos por otros, van transfiriendo esos carbonos eventualmente a todos los demás organismos heterótrofos. Por otro lado, el balance entre la fijación del carbono y su remineralización es fundamental para el ciclo del carbono global, el cual influye en buena medida en el clima.
El metabolismo de los microorganismos determina las moléculas orgánicas de su medio (disolved organic matter, DOM), por lo cual el estudio de ese “caldo” arrojará información valiosa sobre los procesos metabólicos de esos microorganismos pero también del ciclo del carbono. Sin embargo, la respuesta metabólica de los microbios a su ambiente es bastante compleja, y conlleva grandes dificultades debido a que esos microbiomas (comunidades ecológicas de microorganismos) y sus productos metabólicos son muy difíciles de cuantificar al ser extremadamente diversos, poco abundantes, y rápidamente degradados con la luz solar. La espectrometría de masas ha revolucionado este tipo de estudios pues gracias a ella se ha podido conocer las moléculas que se producen y se consumen por algunos microorganismos, así como su interrelación.
Al analizar a la S. elongatus, los investigadores se soprendieron de que algunos sus procesos metabólicos no eran predichos por su genómica. Se piensa que pueden ser más bien son reacciones no enzimáticas las que liberan tales productos metabólicos. Sin embargo, por otro lado tampoco se puede estar seguro de que se puedan predecir todas las moléculas producidas o liberadas por una célula, ni siquiera gracias los grandes avances que se han tenido en cuanto a la secuenciación de ADN.
Se han estudiado también las relaciones entre especies individuales de plancton. Por ejemplo se ha descubierto que el trasportadores de DHPS es regulado cuando dos tipos de microbios se encuentran juntos.
Una buena parte de los estudios que se realizan sobre los microorganismos marinos y el DOM se enfocan a comprender el papel de los microbios en el ciclo del carbono y la interrelación entre éstos y los cambios globales del clima. Sin embargo quedan muchas preguntas por responder, las cuales posiblemente serán respondidas gracias a la comparación de bases de datos de los genomas y a estudios de laboratorio.
bien!
DeleteSABINA YETLANEZI SÁNCHEZ OLIVERA
ReplyDeleteMuchos organismos no somos capaces de crear nuestros propios compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera, por lo que tenemos que obtener nuestros nutrientes a partir de otros organismos que sí pueden hacerlo. Toda esta cadena trófica no sólo es importante debido a que gracias a eso podemos alimentarnos, sino que este balance entre la fijación del carbono y su remineralización es un factor muy importante para mantener el equilibrio de todo el ciclo del carbono, y por consiguiente el porcentaje de dióxido de carbono en la atmósfera,el cuál afecta muchos factores como lo son el clima mundial, algunos fenómenos naturales, la acidificación del océano, etc, sin embargo, contrario a lo que se cree, a pesar de que las plantas sí son organismos importantes en la fijación de carbono, el dióxido de carbono en la atmósfera es mayormente fijado en los océanos tanto como por bacterias como por el fitoplancton, por lo que este balance tan delicado que es producto del ciclo del carbono está directamente relacionado con el metabolismo, diversidad e interacciones entre la microbioma oceánica, que es de lo que trata principalmente el artículo, de el ciclo del carbono y como este se mueve en el mar y la relación que tiene con diferentes microorganismos que ponen el carbono a disposición de los demás . El metabolismo de estos organismos fijadores de carbono en los océanos es tan importante que incluso afecta la cantidad de materia orgánica disuelta en el mar conocida también como DOM por sus siglas en inglés, el cual es considerado el exo-metaboloma de los microorganismos en estos ambientes .Se ha tratado de identificar su composición a través de técnicas analíticas basadas en la masa espectrométrica, lo cual ha servido para empezar a identificar algunas moléculas producidas o consumidas por diferentes microorganismos, ayudándonos a entender el microbioma marino y el metabolismo de estos, sin embargo, ha sido difícil debido a la enorme cantidad de compuestos diferentes e inestables que se encuentran en esta mezcla heterogénea.
En el artículo habla también de varios estudios, experimentos y métodos diferentes que se utilizaron y los resultados de todos estos diferentes experimentos y análisis con diferentes propósitos han arrojado mucha nueva información que va desde la importancia que tiene la materia orgánica disuelta para mediar las relaciones uno a uno del fitoplancton, como la comprension de la diversidad microbiana y secuenciación de genes de rRNA de bacterias marinas, arqueas y eucariontes microbianos, los cuales han ayudado a comprender funciones metabólicas dentro de diferentes ambientes marinos, también se logró la identificación de metabolitos liberados por S.elongatus, sin embargo tener esta información de su rRNA secuenciada no es suficiente para predecir todas las moléculas producidas o emitidas por una célula, por lo que se concluye que es necesario crear más proyectos para la comprensión del rol de los microorganismos marinos en el ciclo del carbono marino y el rol mediador de algunas moléculas orgánicas en el metabolismo celular y en la función del microbioma así como otras cosas que nos puedan ayudar a entender completamente el papel de los microorganismos marinos en el ciclo del carbono y predecir las consecuencias que podrían haber para ellos durante esta etapa donde el planeta está sufriendo cambios climáticos importantes debido al rápido aumento de dióxido de carbono en nuestra atmósfera y por consiguiente predecir cómo afectaría la respuesta de este microbioma a todo el ciclo del carbono .
muy bien
DeleteCruz Vargas Erick Leonardo.
ReplyDeletePara los organismos como las cianobacterias y el fitoplancton que habitan en la superficie de lo océanos y que transforman el CO2 del ambiente gracias a la energía solar, el ciclo del carbono toma un papel de suma importancia.
Así como la actividad metabólica de los microbios marinos que afecta a su alrededor en la variedad de moléculas orgánicas que son comúnmente llamados "materia orgánica disuelta" el cual al realizar los estudios de esta sopa de materia nos muestra lo complejo que es el estudio de las concentraciones y los flujos de los compuestos dado que son demasiado pequeños para explicar la facturación del carbono y deben ser estudiadas otras moléculas de manera biológica.
Los diferentes y recientes estudios que sea han realizado han arrojado que la micro biología y química analítica han incrementado en complejidad, sin embargo se ha estado desarrollando herramientas para conjuntar estos datos complementarios y para poder pensar en nuevas hipótesis sobre el metabolismo microbiano en el crecimiento oceánico. Para conocer más sobre las capacidades metabólicas de los microbios marinos se han realizado experimentos de campo con resultados sumamente provechosos, basados en las herramientas de la biología de sistemas como, entre otras, la metagenómica.
Entre otras cosas, algunos procesos metabólicos han sorprendido a los investigadores, lo que ha llevado a una hipótesis de que se trata más bien de reacciones no enzimáticas las que liberan productos metabólicos. Por otra parte, otros trabajos realizados han arrojado que existen cambios en la expresión de genes que son asociados con las capacidades metabólicas según la composición del ambiente.
Así pues, podemos ver que la comprensión de la función de los microbios ha ido creciendo por la cantidad de estudios que se han realizado tanto en el entorno humano como el natural.
bien
DeleteKaren Lizbeth Claro Mendoza
ReplyDeleteLa materia orgánica disuelta en los océanos “DOM” es una mezcla heterogénea de compuestos reducidos del carbono que contenedores de moléculas con un origen biológico reciente, pero también se pueden encontrar moléculas que han recorrido los océanos por miles de años. Estos compuestos han tomado mucha importancia en las investigaciones de años recientes, ya que los compuestos inestables de DOM pueden ser considerados la huella química de la actividad microbiana.
El microbioma de los océanos es fundamental para la fijación del dióxido de carbono de nuestro planeta. Entender cada vez más lo que pasa en aquellos misteriosos océanos, nos ayudaría a predecir cómo es que los actuales y futuros cambios climáticos afectarán a dichos organismos o como estos responderán.
Sin embargo estamos a bastantes pasos de entender por completo los mecanismos exactos y el papel detallado que juegan los microbios en el ciclo del carbono. Por ejemplo, Durham y su equipo, al estudiar las relaciones metabólicas entre especies de plancton (Thalassiosira pseudosoma y Ruegeria pomeroyi) y el regulamiento de DHPS, nos muestra que lo que se sabe sobre los metabotitos microbianos - que podrían jugar papeles ecológicos importantes en el océano- , es muy poco.
Se han desarrollado muchas técnicas de análisis, basadas generalmente en la espectrometría de masas, las cuales identifican las moléculas de más importancia que pueden ser consumidas o digeridas por los microorganismos.
En el artículo, los autores hacen hincapié en que el desarrollo de la informática es esencial para avanzar y seguir descubriendo el misterio de los microbios, con lo cual concuerdo totalmente. Hoy en día la biología, la física y química no están aisladas, sino que se comienza a entender que la ciencia es totalmente interdisciplinaria.
Kujawinski, E.B.; Moran, M.A.; Stubbins, A.; Fatland, R. (2016) The Ocean Microbiome: Metabolic Engine of the Marine Carbon Cycle. Microbe: 11, 6, p. 262-267
bien
DeleteLÓPEZ VELÁZQUEZ NADIA SARAY
ReplyDeleteThe Ocean Microbiome: Metabolic engine of the marine carbon cycle.
Al hablar del ciclo del carbono marino se parte de organismos como la cianobacteria fotosintética y el plancton eucarionte que en la superficie oceánica usan energía solar para convertir CO2 en compuestos orgánicos, fijando así el carbono y posteriormente liberándolo, con lo que alimentan a diversas bacterias heterótrofas. Una parte del carbono fijado es respirado como CO2 y la otra se hunde en el océano como partículas y materia orgánica disuelta.
Ahora, se sabe que existe un equilibrio entre los procesos del ciclo del carbono (fijación y remineralización) que determina la capacidad de carga de carbono del océano y los niveles de CO2 en la atmosfera. Debido a que este equilibrio es resultado directo del metabolismo microbiano, se ve influenciado por la amplia diversidad de los miembros del microbioma oceánico. También se pude decir que la actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su entorno, tal es el caso de las moléculas orgánicas disueltas (DOM) que incluye desde moléculas de origen biológico reciente hasta aquellas presentes desde hace miles de años.
El desafío en poder caracterizar la composición de esta sopa molecular se debe a que las moléculas están en concentraciones muy bajas. Para ello han sido examinados con ayuda de herramientas informáticas entre las que destaca la secuenciación next-generation, que permite el estudio de la diversidad microbiana a partir de estudios de la secuencia del gen rRNA. El objetivo de estas investigaciones es, entre otras, comprender las funciones metabólicas en diversos hábitats y conocer así las capacidades metabólicas.
Las técnicas analíticas en este estudio se basan en la espectroscopia de masas que nos permite comprender un poco más el lenguaje químico del microbioma oceánico. Esto se logra a través de la experimentación con organismos modelo que permitan identificar las capacidades metabólicas de los microorganismos en relación de sustratos de crecimiento en DOM.
Conforme a las investigaciones del MIT los patrones de expresión de genes cambian con el tiempo, lo que sugiere, cambios sucesivos en las capacidades metabólicas. Sin embargo la respuesta metabólica de los microbios a su ambiente químico sigue siendo muy compleja y aunque la disponibilidad de una secuencia ayuda a la posible identificación de la fuente de esas moléculas, la secuencia del genoma no permite predecir todas las moléculas producidas o liberadas por una célula. Con la ayuda de la espectroscopia de masas se posibilita determinar la composición elemental de moléculas individuales en aguas naturales y a partir de ello la búsqueda de moléculas que forman la base de la interacción microbio-DOM.
Si se pretende comprender la función del microbioma es necesario integrar los datos basados en el genoma, junto a diversos aspectos químicos tanto de campo como de laboratorio. El poder comprender el vínculo existente entre la actividad microbiana (que incluye la mediación de moléculas orgánicas en los procesos metabólicos) y el ciclo del carbono marino, es la clave para entender la respuesta microbiana al clima cambiante y su relación con el ciclo del carbono. El punto básico para el cumplimiento de todas las metas está en la colaboración interdisciplinaria que actualmente se auxilia en tecnolgías ampliamente desarrolladas.
muy bien
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ReplyDeleteAntal Moreno Espinosa
ReplyDeleteLas cianobacterias y el fitoplancton, junto a muchos más microorganismos, usan la energía solar para fijar el dióxido de carbono (CO2) que se encuentra en la atmósfera. Estos microorganismos fijan, a lo largo de un año, casi la misma cantidad de carbono que las plantas terrestres. La mayoría del dióxido de carbono es utilizado por los microorganismos de la superficie del mar, pero una parte significante de este tipo de compuesto se hunde en las profundidades de los océanos como materia orgánica disuelta (DOM por sus siglas en inglés). El balance entre la fijación del carbono y la re mineralización de este es un parámetro clave y afecta los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, y este a su vez el cambio climático. Este balance está relacionado directamente con el metabolismo microbiano en el mar.
Experimentos de campo basados en meta’omics están aportando información relevante en torno al metabolismo de los microorganismos marinos. Un estudio de Jay McCarren y algunos colaboradores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) comienza a destacar la complejidad de la respuesta metabólica por parte de los microorganismos en torno a su entorno químico.
En la búsqueda de las moléculas que forman la base de las interacciones entre los microorganismos y la materia orgánica disuelta (DOM), las herramientas basadas en la espectrometría de masas ha sido de gran ayuda para los oceanógrafos en la caracterización de los compuestos orgánicos dominantes en el agua marina. Estas herramientas permiten medir miles de masas de moléculas al mismo tiempo. Esto ahorra mucho trabajo a los investigadores y les permite continuar buscando semejanzas y diferencias entre los microorganismos y la DOM. El entendimiento suficiente de los microorganismos marinos y sus roles metabólicos en el ciclo del carbono puede proveer posibles inferencias en cómo los microbios responden al cambio climático y cómo esas respuestas terminan afectando el ciclo del carbono en la Tierra.
Creo que el artículo arroja datos interesantes, como que la gran diversidad en cuestión de microorganismos marinos está muy presente en el ciclo del carbono, y por consecuente, en el cambio climático y la química atmosférica.
Omar Josue Obregón Portugal
ReplyDeleteEste artículo nos habla sobre la importancia de los microorganismos fijadores de dióxido de carbono sobre la superficie oceánica (microbioma oceánico) y su relación con la materia orgánica disuelta (DOM), como papel clave en el ciclo del carbono.
Cianobacterias fotosintéticas y fitoplancton eucariota en la superficie del océano usan la energía solar para convertir dióxido de carbono en compuestos orgánicos ricos en energía (proceso conocido como fijación del carbono), esta energía se libera cuando estos organismos son destruidos celularmente. Esto a su vez alimenta a una comunidad dinámica de bacterias heterótrofas en la superficie y en la profundidad de los océanos.
La actividad metabólica de los microbios marinos afecta la composición química de su entorno, en particular a la variedad de moléculas orgánicas disueltas en agua de mar. Este surtido molecular llamado materia orgánica disuelta (DOM), es una mezcla heterogénea de compuestos de carbono reducidos que contienen moléculas de origen biológico reciente, además de moléculas que han dado la vuelta al océano global desde hace miles de años. La composición de esta sopa molecular desafía cualquier caracterización debido a que sus muchas moléculas producidas biológicamente están presentes en concentraciones muy bajas, además son químicamente heterogéneas, haciendo que los métodos analíticos convencionales no sean suficiente. Por lo que aunque el metabolismo microbiano en toda su diversidad es fundamental en el ciclo global del carbono, los detalles de este proceso altamente complejo aún no se logran describir totalmente.
El artículo también menciona que han surgido nuevos esfuerzos para tratar de entender la relación existente entre esta materia orgánica disuelta (DOM) y los microbiomas marinos, por lo que se ha analizado múltiple información sobre genomas y transcripciones de algunas bacterias marinas, arqueas y eucariontes microbianos. Estas secuencias de referencia están demostrando ser de suma importancia en la minería de datos de la secuencia a nivel de la comunidad para comprender las funciones metabólicas dentro de diversos hábitats oceánicos.
También se menciona que gracias al uso de herramientas de espectrometría de masas de ultra resolución capaces de medir las masas de miles de moléculas al mismo tiempo, se ha podido determinar la composición elemental de las moléculas individuales en las aguas naturales. Todo esto con el objetivo de encontrar las moléculas que forman la base de las relaciones entre el DOM y los microorganismos del bioma marino.
Otros estudios han determinado que probablemente los metabolitos microbianos podrían desempeñar un papel ecológico clave en el océano. Además se han podido crear herramientas capaces de integrar la vía de los metabolitos con modelos metabólicos generados a partir de secuencias de genoma, proporcionando un medio potencialmente útil para predecir moléculas individuales dentro de microbios específicos
Creo que es de suma importancia entender las relaciones del bioma marino y el ciclo del carbono, ya que estos conocimientos nos permitirían saber más sobre la variabilidad espacial de los microbios de todo el planeta. Así como también comprender y predecir como los cambios climáticos afectan a los microbios, y como esto a su vez afecta al ciclo del carbono.