La secuenciación del ADN ha cambiado drásticamente gracias al descubrimiento de una nueva bacteria en las aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone. Esta bacteria, conocida como Thermus aquaticus, es capaz de soportar temperaturas de hasta 80°C y representa un ejemplo de los extremófilos, organismos que prosperan en condiciones ambientales extremas, como altas temperaturas, salinidad o presión.
La investigadora Ianina Altshuler, profesora asistente en el laboratorio de Adaptación del Microbioma al Cambio Ambiental (MACE) de la EPFL, explica que los extremófilos han desarrollado diversas estrategias para sobrevivir en entornos hostiles. Su grupo de investigación se centra en entender cómo estos organismos se han adaptado a temperaturas ultrabajas, destacando que muchos producen proteínas específicas para el frío, como enzimas que funcionan óptimamente a temperaturas relativamente bajas.
Capacidades excepcionales de los extremófilos
Los extremófilos han sido noticia en múltiples ocasiones debido a sus sorprendentes capacidades. Por ejemplo, Deinococcus radiodurans, una bacteria descubierta en alimentos enlatados en 1956, puede resistir dosis elevadas de radiación gamma. Por otro lado, Halomonas titanicae, aislada del hundimiento del Titanic en 1991, se desarrolla en ambientes altamente salinos, acelerando la corrosión de los metales hasta el punto de deteriorar completamente las partes de un naufragio.
Thermus aquaticus fue identificada por Thomas D. Brock y Hudson Freeze en Yellowstone en 1969. Esta bacteria es famosa por producir una proteína conocida como Taq polimerasa, una enzima resistente al calor que opera a temperaturas inusualmente altas, entre 70° y 80°C. Este hallazgo fue fundamental para el desarrollo de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), una técnica que permite a los científicos seleccionar fragmentos específicos de ADN y amplificarlos, generando múltiples copias.
La técnica PCR, conocida por su uso en pruebas de diagnóstico durante la pandemia, ha facilitado el mapeo del genoma humano y se aplica en campos tan diversos como la medicina, la investigación forense y la agricultura. Kary B. Mullis, inventor del método, recibió el Premio Nobel de Química en 1993 por este avance, que transformó la secuenciación de ADN, haciendo el proceso más rápido y menos costoso.
Para amplificar un fragmento de ADN, los científicos deben exponerlo a una serie de ciclos térmicos: primero, se calienta el fragmento, lo que provoca que se desenrosque, luego se baja la temperatura para que una enzima pueda copiar la cadena antes de que se cierre de nuevo, repitiendo el ciclo. Mientras que la mayoría de las enzimas comunes son activas alrededor de 30°C, lo cual es insuficiente para estos ciclos térmicos, la Taq polimerasa puede soportar las temperaturas requeridas, permitiendo así el avance en la secuenciación genética.
