Un equipo internacional de científicos ha identificado un nuevo tipo de orgánulo celular dentro de microbios que viven en el tracto digestivo de animales rumiantes como vacas y ovejas. El hallazgo, publicado el 30 de abril en la revista Science, describe una estructura ovalada llamada ‘hidrogenosoma’ que contribuye directamente a la generación de metano, uno de los gases de efecto invernadero más potentes.
¿Qué son los hidrogenosomas?
Los hidrogenosomas son orgánulos subcelulares descubiertos dentro de los ciliados del rumen, organismos unicelulares que habitan en el estómago especializado de los rumiantes. Estas estructuras eliminan el oxígeno y liberan hidrógeno, que las arqueas del rumen utilizan como combustible para producir metano. Los eructos del ganado representan aproximadamente el 30% de las emisiones mundiales de metano generadas por actividades humanas.
Implicaciones para la reducción de emisiones
Oscar Gonzalez-Recio, genetista de la Universidad de Edimburgo que estudia el microbioma del rumen, señala que este descubrimiento “abre nuevas oportunidades para modular el microbioma del rumen de manera más precisa”, lo que podría hacer la digestión animal más eficiente y reducir la producción de metano. Los ciliados constituyen el 25% de la masa microbiana en el rumen, un compartimento estomacal que actúa como un tanque de fermentación para descomponer materia vegetal.
El desafío de estudiar los ciliados del rumen
Hasta ahora, estos organismos habían sido poco estudiados debido a dificultades técnicas para aislar su ADN y analizarlos sin contaminación de otros organismos, explica Wei Miao, hidrobiólogo de la Academia China de Ciencias en Wuhan. Algunos de estos organismos tienen decenas de miles de cromosomas, según Zhongtang Yu, microbiólogo del rumen de la Universidad Estatal de Ohio. Estudios previos habían secuenciado solo 53 genomas de ciliados del rumen.
Creación de una base de datos genética
En el estudio más reciente, Miao y sus colegas recolectaron ciliados del rumen de ganado vacuno, ovino, caprino y ciervos. Al secuenciar los genomas de estos ciliados y combinarlos con conjuntos de datos genéticos publicados anteriormente, el equipo creó una base de datos que comprende 450 genomas de ciliados. También identificaron 65 especies de ciliados del rumen, 45 de las cuales no habían sido secuenciadas genómicamente antes. “Es un recurso muy útil. Ahora tenemos más material genético para investigar”, afirma Yu.
Asociación con altas emisiones de metano
La presencia de grandes cantidades de dos especies de ciliados se asoció con altas emisiones de metano en 100 vacas lecheras. Los investigadores también encontraron que las ovejas que producían altos niveles de metano tenían casi 100 veces más cantidad de un tipo de ciliado llamado Dasytricha en comparación con ovejas alimentadas con la misma dieta que emitían bajos niveles de metano.
Estructura única del hidrogenosoma
Al observar de cerca las células de Dasytricha, los investigadores identificaron una estructura ovalada única que llamaron hidrogenosoma. El interior de este orgánulo se asemeja a una matriz de panal. Este hallazgo podría inspirar nuevas formas de reducir las emisiones de metano del ganado, un paso crucial para combatir el cambio climático.
