Tecnologia Científica

Cientistas anunciam diagnóstico regional abrangente da vida microbiana oceânica usando testes de DNA
Cientistas da Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego usaram ferramentas de pesquisa genética semelhantes às usadas na pesquisa genealógica para avaliar a diversidade da vida marinha ao largo da costa da Califórnia.
Por Universidade da Califórnia - San Diego - 04/05/2022


Dinoflagelados coletados durante o cruzeiro de pesquisa ecológica de longo prazo da NSF, 2021. Crédito: Andrew Allen

Cientistas da Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego, do J. Craig Venter Institute (JCVI) e da National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) usaram ferramentas de pesquisa genética semelhantes às usadas na pesquisa genealógica para avaliar a diversidade da vida marinha ao largo da costa da Califórnia.

O resultado é uma técnica inovadora que os pesquisadores poderão usar para diagnosticar condições na base da cadeia alimentar oceânica que afetam a abundância de peixes comercialmente importantes ou criam proliferação de algas nocivas. A partir das informações coletadas por um método chamado "metabarcoding", os cientistas também podem usar o chamado DNA ambiental (eDNA) para avaliar a eficácia com que os oceanos podem proteger o planeta dos efeitos das mudanças climáticas.

A equipe relata as descobertas nesta quarta-feira (4) na revista Nature Communications .

"É o método de amostragem ecológica do futuro", disse o primeiro autor do estudo, Chase James, estudante de pós-graduação da Scripps Oceanography e pesquisador do JCVI. "Este estudo representa a primeira implantação desta abordagem dentro de um contexto de amostragem ecológica de longo prazo. Ele revela o que você pode ver quando toda essa diversidade oculta é finalmente mostrada."

A nova maneira de avaliar os microbiomas oceânicos – coleções de plantas, animais e outros organismos microscópicos que vivem em determinados habitats – melhora muito a capacidade dos cientistas de realizar diagnósticos nos oceanos. No caso deste estudo, os pesquisadores conseguiram usar informações genéticas para identificar o fator mais importante que governa quantos organismos estão no oceano nas águas superficiais da costa da Califórnia e onde eles estão distribuídos. Eles descobriram que o fornecimento de nutrientes molda o perfil da vida microbiana na Corrente da Califórnia ainda mais do que a temperatura. Esta conclusão é uma que não poderia ter sido alcançada usando os meios tradicionais.

James comparou o processo a escanear os códigos de barras de todos os produtos em uma mercearia para obter um inventário deles. O conselheiro de James, Andrew Allen, lançou o esforço, intitulado NOAA CalCOFI Ocean Genomics Project (NCOG), em 2014, começando com amostras de água coletadas durante cruzeiros das icônicas pesquisas CalCOFI , um programa trimestral que Scripps co-gerencia desde 1949. As amostras coletados em frascos de dois litros foram filtrados, e os filtros foram congelados e levados de volta ao laboratório. Os cientistas então perfilaram todo o DNA que encontraram nessas amostras da maneira que as empresas comerciais de teste de DNA identificam os perfis genéticos das pessoas, identificando todos os microorganismos nas amostras. Eles também estimaram quantos espécimes de todas as espécies identificadas estavam na amostra.

O método é uma melhoria em relação às técnicas tradicionais, como a microscopia de luz , que captura espécies sentinelas comumente encontradas na água do mar ou em medições de indicadores de massa, como a quantidade de clorofila na água. Em comparação com o metabarcoding, esses métodos apenas fornecem informações amplas sobre o que a vida vive e onde. A metabarcoding permite a identificação mais precisa das espécies e a aquisição de mais dados com o mesmo esforço.

O CalCOFI foi criado logo após a Segunda Guerra Mundial para ajudar as autoridades e a indústria pesqueira a entender o que causou o colapso repentino das populações de sardinhas na costa oeste. O programa realiza cruzeiros trimestrais em uma série de estações ao largo da costa. Lá, os cientistas repetem um conjunto de medições físicas e biogeoquímicas que revelam as condições ecológicas. A partir das pesquisas, os cientistas coletaram uma história do ambiente marinho inigualável no mundo.

"É interessante que 70 anos atrás, CalCOFI não poderia sequer imaginar que você poderia amostrar dois litros de água do mar e obter dados abrangentes sobre a comunidade microbiana marinha", disse James, "mas um dos principais objetivos futuros deste estudo é alcançar o metas iniciais que o CalCOFI se propôs a atingir, que é entender os processos que impulsionam o sucesso e o fracasso de nossas pescarias regionais. Esta pesquisa de ponta pode ser usada para responder a perguntas de 70 anos."

 

.
.

Leia mais a seguir