Cianobacteria din lacurile curate prezintă un potențial toxic redus
Gloeotrichia echinulata este un tip de cianobacterie care atrage atenția deoarece tinde să înflorească în lacuri limpezi, formând covoare groase de sfere verzi sau albe vizibile în ape altfel curate. Din cauza multitudinii de compuși toxici pe care cianobacteriile îi pot produce, înfloririle (numite istoric „alge albastre-verzi”) reprezintă o preocupare globală tot mai mare.
Totuși, un studiu recent realizat de cercetători de la Bigelow Laboratory for Ocean Sciences și Oregon State University sugerează că această specie ar putea să nu merite reputația negativă pe care o are. Echipa a asamblat primele genomuri complete ale speciei Gloeotrichia echinulata, comparând probe de ADN din lacuri de pe coasta de vest și din nord-estul Statelor Unite.
Cercetătorii nu au găsit dovezi ale mecanismelor necesare pentru producerea toxinelor asociate în mod obișnuit cu cianobacteriile, conform studiului publicat recent în revista Harmful Algae. Gloeotrichia poate reprezenta totuși o problemă: probele au prezentat gene pentru producerea geosminei, un compus care poate afecta gustul apei și impune tratamente suplimentare.
Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit similitudini genetice izbitoare între toate probele, în ciuda distanțelor mari dintre ele. Acest lucru sugerează că specia are proprietăți previzibile, ceea ce este util pentru sănătatea publică și gestionarea apei potabile.
„Poate produce toxine sau molecule încă necaracterizate, pe care nu le înțelegem”, a declarat cercetătorul Robin Sleith, co-autor principal al studiului. „Dar pentru toate toxinele pe care știința le-a caracterizat cu efort considerabil și care prezintă cele mai acute riscuri pentru sănătatea umană, nu au existat căi evidente.”
Înfloririle generează îngrijorare persistentă
Înfloririle de cianobacterii sunt în creștere la nivel mondial ca răspuns la schimbările condițiilor și pot prezenta riscuri semnificative prin alterarea rețelelor trofice, epuizarea oxigenului din lacuri și producerea de toxine dăunătoare oamenilor.
Gloeotrichia a devenit o frustrare deosebită în nord-estul Statelor Unite, unde are o distribuție largă și înflorește adesea—foarte vizibil—în lacuri recreative populare. Cel puțin un studiu anterior a sugerat că această cianobacterie este capabilă să producă microcystină, una dintre cele mai răspândite cianotoxine cunoscute pentru cauzarea de leziuni hepatice grave.
„Există întotdeauna o suspiciune față de cianobacterii doar pentru că atât de multe dintre ele produc toxine și există o gamă atât de vastă de compuși de care trebuie să te îngrijorezi”, a declarat Peter Countway, cercetător principal senior și co-autor al studiului. „Sezonul principal de înot aici, în Noua Anglie, este august, care se întâmplă să fie și perioada când sunt cel mai abundente.”
Genomurile nu relevă căi de producere a toxinelor
Totuși, lucrând cu o probă din lacul Winnipesaukee din New Hampshire, Sleith a declarat că pur și simplu nu a putut găsi genele pentru producerea microcystinei. Acest lucru l-a determinat să colaboreze cu Theo Dreher, profesor emerit la Oregon State University și celălalt co-autor principal al studiului, care lucra la un studiu despre producția de toxine pe coasta de vest.
Au decis să colaboreze, realizând în final o analiză comparativă detaliată cu mai multe genomuri complete și parțiale din lacuri din Maine, New Hampshire, California, Oregon și Washington.
Pentru a obține probele din nord-est, echipa de la Bigelow Laboratory s-a bazat pe secvențierea Oxford Nanopore, un instrument molecular emergent care poate secvenția fire lungi sau fragmente de ADN fără a sacrifica acuratețea. Acest lucru le-a permis să analizeze în profunzime ce gene erau prezente și cum erau asamblate în fiecare probă.
Pe lângă găsirea genelor responsabile pentru producerea geosminei—și niciuna responsabilă pentru sinteza toxinelor majore—au descoperit gene în toate probele care ar putea permite Gloeotrichia să crească deasupra sedimentului lacustru. Acest lucru oferă informații despre modul în care specia ar putea prospera în lacuri sărace în nutrienți.
Descoperirile evidențiază valoarea și potențialul abordărilor moleculare emergente pentru acest tip de analiză genomică comparativă.
Autorii avertizează totuși că Gloeotrichia poate înflori alături de specii toxigene și că ar putea exista tulpini producătoare de toxine pe care nu le-au descoperit. Acest lucru indică necesitatea monitorizării continue a lacurilor, în special a celor importante pentru apa potabilă sau recreere.
„Există un întreg consorțiu de cianobacterii”, a declarat Sleith. „Chiar dacă nu trebuie să te îngrijorezi de Gloeotrichia, este valoros să înțelegi cine sunt ceilalți jucători și care sunt toate riscurile. Monitorizarea continuă cu aceste abordări moleculare poate ajuta la răspunsul la aceste întrebări.”
