Gusanos gelatinosos nadan en el océano Austral. Raros y fascinantes, captaron la atención de un equipo de científicos colombianos de la Universidad de Antioquia y EAFIT, quienes decidieron explorar los misterios genéticos de los poliquetos antárticos Microspio moorei, organismos capaces de soportar temperaturas extremas bajo los cero grados Celsius. La investigación busca comprender su adaptación celular en uno de los ecosistemas más inhóspitos del planeta, con miras a futuras aplicaciones biotecnológicas y ambientales.
Estos poliquetos, también conocidos como gusanos marinos, son parientes de la lombriz de tierra y se encuentran entre los invertebrados menos estudiados, aunque su abundancia en el lecho marino los convierte en excelentes indicadores biológicos de cambios ambientales. La pregunta inicial que orientó a los investigadores fue cómo se adaptan estos organismos para sobrevivir a variaciones extremas de temperatura, que van desde -40°C en invierno hasta 18°C en verano, la temperatura más alta registrada en el continente antártico.
“Empezamos a analizar los datos y encontramos que tienen un genoma muy complejo y antiguo, casi del tamaño del genoma humano, y el cual les ha permitido sobrevivir por millones de años en estos ambientes. También encontramos proteínas relacionadas con su tolerancia al frío, cuyas estructuras nos llevan a pensar que tienen una mejor capacidad para adaptarse a estas condiciones”, explica Javier Correa Álvarez, profesor e investigador de la Escuela de Ciencias Aplicadas e Ingeniería de EAFIT.
Debido a las limitaciones experimentales en la Antártica, los organismos recolectados fueron transportados a Colombia para un análisis molecular y computacional detallado. En este proceso, EAFIT ha desempeñado un papel clave, brindando el súper computador Apolo y personal especializado en análisis bioinformático. Esta colaboración ha facilitado la identificación de proteínas relacionadas con la tolerancia térmica, abriendo nuevas perspectivas científicas.
“El estudio de las relaciones simbióticas entre los poliquetos y su microbioma plantea aplicaciones potenciales en ingeniería de ecosistemas, así como posibles usos biotecnológicos y farmacéuticos, además de otras implicaciones ecológicas y evolutivas fundamentales”, señala Idalyd Fonseca González, profesora del Instituto de Biología de la Universidad de Antioquia, quien inició esta investigación en 2017 con un par de colegas, y estableció el contacto con el profesor Javier Correa a través del investigador Jean Paul Delgado (q.e.p.d.).
En este proceso también han participado estudiantes, como Esteban Velásquez Agudelo, ahora graduado de Biología e Ingeniería Física de EAFIT, quien contribuyó en el ensamblaje del transcriptoma de esta especie de poliqueto antártico y en su publicación científica. Este trabajo consistió en analizar y organizar todas las secuencias de ARN que se expresan en la especie, una labor clave para estudiar los mecanismos de adaptación y tolerancia a temperaturas extremas en estos gusanos.
“Lo más interesante de trabajar con poliquetos es la diversidad de vida que tienen estos anélidos. Como profesional, esta experiencia me dio una oportunidad de aprendizaje y me permitió generar un impacto con lo que aprendí. El proceso fue largo y requería resiliencia, ya que manejamos una gran cantidad de datos que en computadores normales no habríamos podido analizar”, afirma Esteban.
El proyecto ha tenido hasta ahora dos fases: una centrada en el estudio del estrés térmico agudo y otra, en curso, enfocada en el impacto de dicho estrés sobre el microbioma de los poliquetos, en colaboración con el Instituto Antártico Chileno (INACH). Entre los hallazgos más importantes está la identificación de proteínas de respuesta térmica en estos poliquetos, lo que abre nuevas líneas de investigación.
“Otra de las preguntas es si estos microorganismos, que dependen de lo que encuentran disponible en momentos de cambios de temperatura, se benefician de su microbiota. Es decir, si los microorganismos que ingieren les aportan capacidades para mantenerse en esas condiciones extremas”, destaca el profesor Javier, quien considera que la microbiota cambia al exponerse a distintas condiciones climáticas.
De la Antártica a Colombia
En el marco de las convocatorias de la Comisión Colombiana del Océano (CCO) y el Programa Antártico Colombiano (PAC), que promueven la participación científica nacional en investigaciones en la Antártica, los profesores Idalyd Fonseca González y Mario Londoño Mesa, de la Universidad de Antioquia, emprendieron expediciones en los años 2017 y 2022 con el objetivo de estudiar organismos adaptados a condiciones extremas, los ya mencionados gusanos marinos..
La profesora Idalyd explica que las expediciones científicas a la Antártica solo se realizan durante el verano austral, entre noviembre y marzo. “Fuimos avalados para asistir en febrero, cuando la temperatura del océano estaba entre 1.5 y 2°C. A esa temperatura recolectamos los gusanos y, tras realizar los experimentos de exposición térmica, los almacenamos a -80°C en una solución de pH y concentración salina específicas que estabiliza el ADN y ARN hasta su extracción. El transporte hasta Colombia se realizó manteniendo la cadena de frío con bloques de hielo azul en un contenedor herméticamente sellado. Una vez en Colombia, los organismos se mantuvieron a -80°C hasta su procesamiento”.
A largo plazo, los investigadores buscan profundizar en el ensamblaje del genoma del Microspio moorei y estudiar los efectos de la contaminación marina, como los microplásticos, en estos organismos. Además, se espera que el estudio de estos invertebrados, que representan una de las formas de vida más antiguas de la Tierra, ofrezca respuestas sobre la evolución de mecanismos de resistencia celular útiles para enfrentar desafíos ambientales globales.
Este proyecto pone en evidencia la importancia de la cooperación interdisciplinaria e interinstitucional en la ciencia. La combinación de conocimientos de campo y tecnologías avanzadas de análisis de datos ha permitido a los científicos colombianos no solo documentar la biodiversidad antártica, sino también contribuir significativamente al conocimiento mundial sobre los efectos del cambio climático.
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Alejandro Gómez Valencia
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