¿Lo que hay en un nombre? Para los microorganismos, aparentemente mucho.

Los procariotas son microorganismos unicelulares (las bacterias son un ejemplo) que abundan en todo el mundo. Existen en los océanos, en los suelos, en ambientes extremos como aguas termales, e incluso al lado y dentro de otros organismos, incluidos los humanos.

En resumen, están en todas partes y los científicos de todo el mundo están trabajando para categorizarlos y comunicarlos. Pero aquí está el problema:la mayoría no tiene nombre.

Menos del 0,2% de los procariotas conocidos han sido nombrados formalmente porque las regulaciones actuales, descritas en el Código Internacional de Nomenclatura de Procariotas (ICNP), requieren que las nuevas especies se cultiven en un laboratorio y se distribuyan libremente como cultivos puros y viables en colecciones. Esencialmente, para nombrarlo, debe tener múltiples muestras físicas para probarlo.

En un artículo publicado el 19 de septiembre en la revista Nature Microbiology , un equipo de científicos presenta un nuevo sistema, el SeqCode, y un portal de registro correspondiente que podría ayudar a los microbiólogos a categorizar y comunicar de manera efectiva la enorme cantidad de procariotas identificadas aún sin cultivar.

"Nuestro objetivo es unir los estudios de campo y de laboratorio en microbiología y responder a los importantes avances recientes en genómica ambiental al proporcionar un camino para nombrar formalmente a la mayoría de los procariotas identificados aún sin nombre", dijo el microbiólogo de la UNLV Brian Hedlund, autor principal del artículo y clave colaborador en el desarrollo del SeqCode. "SeqCode debería servir a la comunidad mediante la promoción de altos estándares de calidad del genoma, buenas prácticas de nomenclatura y una base de datos bien ordenada".

Creación del código de secuencia

Casi 850 científicos que representan múltiples disciplinas de más de 40 países participaron en una serie de talleres en línea financiados por la NSF en 2021 para desarrollar el nuevo SeqCode, que utiliza datos de secuencia del genoma para procariotas cultivadas y no cultivadas como base para nombrarlas.

Desde la década de 2000, los científicos que estudian procariotas en entornos de todo el mundo han utilizado técnicas de genómica ambiental para muestrearlos y estudiarlos, y cientos de miles de secuencias genómicas están disponibles en bases de datos públicas. La comunidad que participó en los talleres, que fueron organizados por Hedlund y su colega Anna-Louise Reysenbach de la Universidad Estatal de Portland, apoyó abrumadoramente el desarrollo de una alternativa a la ICNP que aceptaría datos de secuencias de ADN y, en última instancia, mejoraría los recursos para los investigadores.

"Las piezas clave están en su lugar para una expansión ordenada de la sistemática procariota a todo el árbol de la vida procariota", dijo William B. Whitman, autor correspondiente de SeqCode y microbiólogo de la Universidad de Georgia. "Esta expansión servirá a la investigación y a la comunidad en general al proporcionar un lenguaje común para todos los procariotas que está sistemáticamente organizado y respaldado por conjuntos de datos genómicos ricos en datos y metadatos asociados".

Para calificar para su inclusión en SeqCode, los genomas deben cumplir con rigurosos estándares científicos para garantizar la calidad, la estabilidad y el intercambio abierto de datos. Y, aunque todavía no es universalmente aceptado, el SeqCode se alinea fundamentalmente con los principios internacionales establecidos para nombrar otros organismos, incluidas las plantas y los animales.

"Cualquier organismo con una secuencia genómica de alta calidad, de un cultivo puro o no, puede ser nombrado bajo el SeqCode", dijo Hedlund. "También aceptaremos automáticamente todos los nombres formados bajo la ICNP. Espero que, con el tiempo, el SeqCode se use con mucha más frecuencia que la ICNP".

Creando claridad en medio del caos

Uno de los objetivos principales del nuevo sistema, argumentan los autores, es revertir una tendencia en el campo donde los nombres "no regulados" se usan en la literatura por necesidad. Esto puede conducir a errores que aumentan la probabilidad de un cambio de nombre posterior, lo que dificulta que los científicos revisen y comparen datos y se comuniquen de manera efectiva. Por el contrario, los autores argumentan que SeqCode "adopta los principios de encontrabilidad, accesibilidad, interoperabilidad y reutilización".

Hedlund hizo referencia a Chlamydia y organismos relacionados como ejemplo. Dado que estos organismos no se pueden cultivar, almacenar o distribuir como cultivos puros, actualmente no se les puede nombrar oficialmente.

"Podría ser bastante confuso para los médicos no tener nombres válidos para las clamidias recién descubiertas", dice Hedlund. "Existe el riesgo de que esos nombres estén mal catalogados, lo que podría sofocar el seguimiento de los brotes de enfermedades y la comunicación entre científicos, médicos y el público".

Superar la controversia

A pesar de su objetivo previsto de crear claridad y sinergia con los estándares aceptados para la denominación, la medida no está exenta de controversia.

El SeqCode sigue un intento previo de los científicos de modificar la ICNP para permitir que los procariotas no cultivados se nombren en función de tener una secuencia de ADN que serviría como evidencia (o 'tipo') para el organismo, a diferencia de las reglas ICNP ahora que requieren una cultura en dos colecciones permanentes.

En 2020, un equipo dirigido por la bióloga del Instituto de Investigación del Desierto, Alison Murray, publicó un artículo, también en Nature Microbiology , que fue coautor o respaldado por casi 120 científicos que representan a 22 países que piden acción sobre las modificaciones propuestas de la ICNP para aceptar secuencias de ADN como tipos o seguir una ruta alternativa. Sin embargo, las modificaciones propuestas fueron rechazadas por el Comité Internacional de Sistemática de Procariotas, el grupo responsable de regir la denominación de los procariotas.

"Está claro que la comunidad mundial de científicos está lista para un cambio de paradigma en la forma en que nombramos a los procariotas, para incluir la amplitud de la vida procariota", dijo Murray. "Las tecnologías genómicas modernas pueden resolver genomas de organismos no cultivados con el alto grado de precisión necesario para garantizar la integridad y brindar estabilidad al campo de la microbiología. Nombrar estos taxones es la forma de comunicar su existencia, su historia evolutiva y predecir sus capacidades fisiológicas".

El revés de 2020 llevó a redoblar los esfuerzos entre el creciente cuadro de científicos y, en última instancia, la "ruta alternativa" que condujo a la formación de SeqCode.

"Muchas personas se sentaron a la mesa para compartir sus perspectivas, su energía y sus habilidades para lograrlo", dijo Hedlund. "La respuesta a nuestros talleres de científicos de todo el mundo fue increíble y ayudó a validar por qué ha llegado el momento de hacer un cambio formal en la forma en que se nombran los procariotas".

Todavía existe tensión entre algunos científicos, que argumentan que se puede saber menos sobre los procariotas no cultivados que sobre los que se pueden cultivar y manipular en un laboratorio como cultivos puros. Además, los matices en el procesamiento y la interpretación de los datos de la secuencia de ADN podrían conducir potencialmente a conclusiones erróneas, un punto que, según Hedlund, también se aplica a los estudios de cultivos puros.

Los autores dicen que este nuevo sistema no pretende desalentar el cultivo tradicional de procariotas, sino que está diseñado por la comunidad científica para mejorar la comunicación entre las ciencias microbianas.

"Vemos este 'SeqCode v.1.0' como un primer paso necesario hacia un sistema unificado de nomenclatura para comunicar la diversidad completa de procariotas y cooperaremos con la comunidad para hacer realidad esta visión", escriben los autores.

El artículo, "SeqCode:un código de nomenclatura para procariotas descrito a partir de datos de secuencia" se publicó el 19 de septiembre en la revista Nature Microbiology . + Explora más

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