Microarray de ADN identifica microbios dinámicos

Se han desarrollado dos métodos independientes de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para identificar comunidades microbianas.

Los métodos usan un microarray de alta densidad con hibridización directa del rARN 16S (dirARN) o del ARN ribosomal (rARN) que se convierte en un ADN complementario de doble cadena (dscADN).

Científicos del Laboratorio Nacional (EE.UU) Lawrence Berkeley (Berkeley, CA, EUA) identificaron las taxas individuales de los microbios, en una muestra, usando las firmas genéticas del rARN, que es el componente genético del ribosoma, la maquinaria dentro de la célula biológica que fabrica las proteínas. Usaron un cultivo de arquea y siete de bacterias que crecieron hasta una densidad celular de aproximadamente 108 a 109 células/mL, durante la noche. Los microbios fueron detectados usando un chip de microarray en forma de cubo, con una dimensión de aproximadamente 25 mm y llamado el FiloChip. La última versión está empacada con más de un millón de sondas individuales y puede ser usada para detectar con rapidez, exactitud e integralmente la presencia de hasta 50.000 especies diferentes de bacterias y arqueas en una sola muestra de cualquier fuente ambiental, sin necesidad de cultivo.

Un problema del método es que el ARN se une mucho más fuertemente a las sondas FiloChip de lo que lo hace el ADN típico. Esto aumenta el ruido de fondo y la variabilidad lo cual puede presentar retos. En respuesta, los científicos desarrollaron un segundo método sin PCR en el cual el rARN es reemplazado con una secuencia complementaria de ADN (cADN). El complemento de cADN es sintetizado posteriormente para crear un fragmento de cADN de doble cadena que tiene propiedades muy similares a un fragmento de gen de rARN 16S amplificado por PCR. El FiloChip es fabricado por Affymetrix Corp. (Santa Clara, CA, EUA).

Gary Andersen, PhD, un ecólogo microbiano con el Laboratorio Nacional Berkeley y autor principal del estudio, dijo: “Cada método representa una forma económica y simple de buscar directamente comunidades microbianas en ambientes naturales y cada uno ofrece la ventaja adicional de detectar los microbios más activos metabólicos en una comunidad, aquellos que más probablemente atenúan las toxinas, generan ciclos biogeoquímicos o proliferan en las enfermedades”.

El estudio fue publicado en la edición de septiembre 2011 de la revista Applied and Environmental Microbiology.

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Lawrence Berkeley National Laboratory

Affymetrix