La toma de muestras de ADN en el medio ambiente se actualiza y pasa a una nueva tecnología de código abierto

Científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico(AOML) de la NOAA han diseñado un nuevo instrumento que proporcionará valiosa información sobre la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos. Un artículo publicado recientemente en Hardware X describe el diseño y la creación de un muestreador automatizado de ADN ambiental (eDNA) de bajo coste y de código abierto (SASe), para tomar muestras de eDNA en la columna de agua. 

Basándose en el éxito del muestreador automatizado subsuperficial, el primero de su clase creado en 2015, los científicos han reequipado y ampliado la tecnología original para poder tomar muestras de ADNe. El SASe filtra el agua para recoger el ADN electrónico para su análisis en el laboratorio, conservando la muestra a temperatura ambiente para evitar que el ADN (ADN electrónico) se degrade mientras está ahí esperando a ser recuperado.

Esto es importante para el trabajo ómico porque el ADN electrónico debe estar bien conservado para poder extraer e identificar el ADN presente. El SASe permite a los científicos recoger y preservar una muestra sin estar físicamente en el lugar, lo que reduce el tiempo y los recursos dedicados a la recogida de muestras sobre el terreno.

El SASe representa un hito para el AOML, ya que es una de las primeras piezas de tecnología que pasa por un riguroso proceso de transición desde los escritorios de los científicos en el laboratorio, pasando por los canales de aprobación de la organización, hasta llegar a la comunidad científica en general. Cualquier persona del público puede acceder a las instrucciones para construir y utilizar el SASe. 

Se desarrolló y ejecutó un "plan de transición" oficial del SASe que documentaba los pasos importantes del proceso de transición, incluyendo el propósito del proyecto y los antecedentes de la investigación, los beneficios e impactos, la implementación, los costes y la alineación con los objetivos y el plan estratégico de la NOAA. El plan de transición sirvió de hoja de ruta para, en última instancia, trasladar el SASe al público a través de la tecnología de código abierto, permitiendo una opción más asequible para la recogida y conservación automática de ADNe en momentos precisos, semanas o meses en el futuro. 

Muestreador automatizado de ADN ambiental (eDNA) subsuperficial (SASe) instalado en el fondo arenoso cerca del hábitat de esponjas y arrecifes de coral.

El muestreo de ADN electrónico en el agua de mar permite a los científicos evaluar de forma no invasiva la biodiversidad marina, detectar especies crípticas o invasoras y supervisar grupos de organismos de forma más limitada mediante estudios visuales. 

"La ventaja del SASe, como herramienta de muestreo de ADN electrónico automatizado de bajo coste, es que los investigadores pueden obtener una instantánea más completa del perfil biológico de un lugar. Las unidades SASe replicadas pueden realizar un muestreo sincronizado en todos los lugares de estudio y entre ellos, así como recoger un conjunto temporal de muestras para comprender mejor nuestras áreas de estudio. Las limitaciones de tiempo y los inconvenientes de recuperar muestras el mismo día no son una preocupación cuando se utiliza el SASe", dijo Nathan Formel, ecologista de corales en el AOML y el CIMAS.

El muestreador automatizado de ADN ambiental (eDNA) subsuperficial (SASe) se imagina con un control remoto para preprogramar un volumen de agua establecido para el muestreo.

El SASe es impermeable y sumergible hasta 55 metros de profundidad (40 metros más profundo que el modelo SAS de 2015). Utiliza un sistema de bomba peristáltica para filtrar un volumen preprogramable de agua, hasta 2L, y conserva automáticamente la muestra de ADNe. Los filtros reemplazables y el bajo coste de construcción de aproximadamente 280 dólares estadounidenses (en comparación con otros muestreadores de ADNe que cuestan más de 100.000 dólares) permiten la repetición de los muestreos y la accesibilidad a los grupos de investigación y biomonitorización más pequeños que, de otro modo, podrían verse perjudicados económicamente por los muestreadores de ADNe más costosos. 

El código de código abierto y el diseño del SASe lo convierten en un instrumento adaptable a una serie de futuras aplicaciones de investigación del ADN electrónico, lo que apoya el objetivo de la NOAA de innovar y aprovechar la tecnología medioambiental emergente para observar y comprender mejor los sistemas oceánicos y terrestres. Esta novedosa tecnología es el resultado de la colaboración entre científicos del AOML, el Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos(CIMAS) de la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas y Atmosféricas de la Universidad de Miami y el Instituto del Golfo Norte de la Universidad Estatal de Mississippi. 

El SASe pasó oficialmente de la investigación dentro de la Oficina de Investigación Oceánica y Atmosférica de la NOAA o "NOAA Research" a la comercialización (código abierto) a través de la Oficina de Asociaciones Tecnológicas de la NOAA, poniendo la capacidad a disposición de la comunidad de eDNA.