La secuenciación genética de "lectura larga" mejora la capacidad de los científicos para recuperar los genomas del plancton

Científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA han descubierto que la secuenciación genética de "lectura larga" puede utilizarse para conocer mejor el plancton eucariota, incluidos el krill y los copépodos, que intervienen en muchos procesos marinos importantes.

Un estudio reciente de la Dra. Nastassia Patin y la Dra. Kelly Goodwin, científicas del AOML/CIMAS, examina el uso de la secuenciación de ADN de lectura corta y de lectura larga en muestras de ADN ambiental (eADN) de la corriente de California. Las muestras se recogieron en un crucero anual de la NOAA Fisheries, el Rockfish Recruitment and Ecosystem Assessment Survey, a bordo del buque de la NOAA Reuben Lasker. Los científicos utilizaron botellas Niskin de muestreo de agua de un instrumento CTD (conductividad, temperatura, profundidad) para recoger muestras de agua a las profundidades deseadas, que posteriormente se analizaron utilizando tecnologías ómicas como la secuenciación de lectura corta y larga.

La Dra. Nastassia Patin, agachada, se ocupa de un gran dispositivo científico conocido como CTD, mientras el sol rosa y naranja se eleva en el fondo.
Pie de foto: La autora principal de este estudio, la Dra. Nastassia Patin, recoge una muestra de una botella Niskin acoplada a un dispositivo CTD mientras el sol sale al fondo.

La mayor parte de la secuenciación de lectura corta se realiza con instrumentos de secuenciación Illumina, que sólo pueden secuenciar fragmentos cortos (100-300 pares de bases) de ADNe. A continuación, estos fragmentos se combinan para predecir las secuencias originales más largas. Cuando se utiliza el método de lectura corta para secuenciar ADN electrónico, el ADN eucariota, que es genéticamente más complejo que el ADN de procariotas como las bacterias y que normalmente solo se encuentra en cantidades ínfimas, rara vez puede ensamblarse en piezas más largas. 

La secuenciación de lectura larga, a través de la plataforma PacBio, permite a los científicos profundizar en el ADN eucariota de organismos como las algas unicelulares y el zooplancton, que son más difíciles de detectar mediante la secuenciación de lectura corta. La capacidad de estudiar las secuencias genéticas de estos organismos planctónicos "más grandes" es muy valiosa, ya que el krill y los copépodos desempeñan un papel fundamental en la cadena alimentaria como fuente prominente de alimento para peces y ballenas. El uso de la secuenciación de lectura larga puede ayudar a mejorar los esfuerzos de seguimiento de estos importantes microorganismos. 

Para los estudios taxonómicos rutinarios, los científicos descubrieron que sigue siendo preferible utilizar la secuenciación de lectura corta debido a los costes y la complejidad de la secuenciación de lectura larga. Aunque las lecturas cortas proporcionan información suficiente para evaluar la composición de la comunidad microbiana, este estudio ha proporcionado a los científicos un método más eficaz para estudiar organismos más grandes cuyo ADN se encuentra en cantidades ínfimas. La posibilidad de utilizar la secuenciación de lectura larga cuando sea necesario abre una importante puerta a futuros descubrimientos genéticos. 

Cita: Patin NV y Goodwin KD. 2022. Long-read sequencing improves recovery of marine picoeukaryotic genomes and provides insight into zooplankton biogeography. mSystems e00595-22. https://doi.org/10.1128/msystems.00595-22