Por Fabiola Arcos, investigadora asociada del Centro de Investigación de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes.
Dos de las grandes preguntas que nos hemos planteado en las investigaciones que realizamos en la región de Magallanes son: ¿Qué características hacen que los organismos antárticos sean tolerantes a ambientes extremos y cómo logran adaptarse a ellos?
Los ecosistemas antárticos y subantárticos representan un laboratorio natural para estudiar las bases genéticas y genómicas que permiten a los organismos sobrevivir a las variaciones ambientales y/o a las condiciones ambientales extremas que existen en estos ecosistemas, como por ejemplo, temperaturas extremadamente bajas, elevados niveles de variación ultravioleta, altos niveles de estrés hídrico y variaciones de salinidad, entre otras.
Mediante diferentes análisis bioquímicos genéticos, genómicos y transcriptómicos de los organismos que viven en los ecosistemas subantárticos y antárticos buscamos responder aquellas interrogantes. Para buscar posibles cambios a nivel morfológico, realizamos la caracterización celular. Paralelamente, analizamos el perfil bioquímico-fisiológico, histoquímico-celular con el objetivo de detectar posibles cambios o adaptaciones fisiológicas en diferentes tejidos de los organismos.
Una de las más antiguas y fascinantes preguntas que se han planteado y se desea conocer es: ¿Cómo interactúan los organismos y/o especies con su ambiente? En busca de respuestas estamos explorando los genes, las proteínas y otros componentes bioquímicos. Los genes son el más grande tesoro donde podemos hallar muchas respuestas. Al estudiarlos es posible descifrar los secretos evolutivos que se han producido en el ADN de los organismos para adaptarse a diferentes condiciones ambientales.
Actualmente existe una biotecnología conocida como RNA-Seq que permite estudiar las interacciones de las especies con su medio ambiente. El RNA-Seq es una herramienta de secuenciación con la que es posible analizar el ADN, conocer todos los genes de un organismo e identificar cómo se modifican estos ante diversas condiciones ambientales o estímulos externos. Esto ofrece grandes posibilidades para profundizar en el entendimiento de los mecanismos que se activan durante estas respuestas.
Eventos celulares que ocurren en las células de los organismos (tales como la replicación, la diferenciación y la división celular) y otros caracteres macroscópicos, como rasgos físicos (fenotípicos), morfológicos, funcionales y de respuesta ante estímulos son producto de la expresión diferencial de genes.
En todos los organismos, el control de la respuesta frente a estados de estrés biótico (como la presencia de un patógeno) y abiótico (condición ambiental extrema) está dado por la actividad o represión de genes. Existen una serie de mecanismos moleculares que ocurren para determinar cuáles genes deben expresarse o reprimirse de acuerdo con el tipo de estímulo inicial.
Actualmente, y gracias a los avances en las técnicas de secuenciación del ADN, a través de tecnologías de nueva generación, NGS (del inglés Next Generation Sequencing), se han revolucionado campos como los de la genética, la genómica y la transcriptómica. Estas tecnologías han permitido abrir nuevos horizontes para el entendimiento detallado y global de procesos de interacción entre los organismos y el medio ambiente, motivo por el cual las utilizamos en nuestras investigaciones.
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