Generación de datos de secuenciación genómica y su aplicación en la modelación de la variación del potencial adaptativo en comunidades microbianas asociadas con la mineralización de suelos

Work Packages: 
WP02. Biodiversidad e integridad del ecosistema
Director: 
AMINAEL SANCHEZ RODRIGUEZ
Participantes: 
Fecha Inicio: 
2013-12-31
Resumen Español: 
En condiciones naturales los microorganismos se encuentran formando parte de comunidades sujetas a una alta presión de selección producto de cambios externos, ante los que deben reaccionar eficazmente con el fin de perpetuarse en el ecosistema. La habilidad de las comunidades microbianas para adaptarse a las variaciones en los parámetros ambientales se conoce como su potencial adaptativo o plasticidad. Dicho potencial depende tanto de la composición de la comunidad, como de su capacidad funcional la que se encuentra codificada en el genoma de las especies constituyentes. Actualmente se desconocen los procesos que gobiernan la evolución en el potencial adaptativo de comunidades microbianas ante cambios sostenidos en el ecosistema. Igualmente desconocemos qué hace que una comunidad responda de manera más eficiente ante un estrés sostenido: si el cambio de su composición o la introdución de mutaciones en los genomas de las especies constituyentes. La principal causa para la ausencia de este conocimiento radica en muchos casos en la imposibilidad de contar con la secuencia genómica completa de todas las especies que conforman la comunidad. El presente proyecto persigue el desarrollo de una metodología computacional para la reconstrucción de genomas completos presentes en comunidades microbianas del suelo mediante tecnologías de secuenciación de nueva generación. Dicha herramienta será aplicada al estudio de comunidades relacionadas con el proceso de mineralización de suelos y su respuesta a altos niveles sostenidos de nitrógeno reactivo. Los resultados que se deriven del presente proyecto servirán para hacer predicciones de cómo estas comunidades podrían responder a cambios futuros en el ecosistema estudiado.
Resumen Inglés: 
In natural conditions, microbial communities are subjected to severe selective pressures exerted by changes in the environment. In consequence, such communities need to react and adapt in order to persist in the ecosystem. The ability of a microbial community to adapt to changing environmental conditions is known as its adaptive potential or plasticity. The adaptive potential depends on the community composition (the species that are present) as well as on its functional capacity which is encoded on the genome of its composing species. The processes that govern the evolution of a community adaptive potential in response to long lasting changes on the ecosystem are still largely unknown. Equally unknown is the preferred strategy a community chooses to efficiently adapt to a given stress. Options are: 1) changing its composition and 2) accumulating mutations on the genome of its composing species. The relative contribution to adaptation of these alternate solutions are still to be elucidated. There is one main reason for the lacking of this knowledge which is the unavailability of high-quality genome assemblies for the majority of species that form part of ecologically important communities. The present project aims at developing a computational technique for the reconstruction of full genomic sequences of species present in microbial communities through the use of Next Generation Sequencing technologies. The resulting algorithm will be used to study communities involved in the process of soil mineralization and consider their adaptation to elevated levels of nitrogen. Our results will be used to predict how the studied communities could react in response to future changes on the ecosystem from which they were sampled.
Spanish