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Un estudio financiado en parte por la Unión Europea ha medido por primera vez la capacidad que poseen las diatomeas para transportar y metabolizar sílice. Los descubrimientos ayudarán a esclarecer la función de este grupo de algas en los ciclos biogeoquímicos de nuestros océanos. Las algas diatomeas también producen cerca del 25% del oxígeno de la atmósfera terrestre, casi la misma cantidad que producen los bosques tropicales.

Según cuenta un artículo publicado en la revista de acceso abierto Public Library of Science (PLoS) One, el equipo de científicos liderado por Pascal Jean Lopez, del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS), estudió los mecanismos que controlan la formación de los exoesqueletos cristalinos de las diatomeas. Hasta ahora no se conocían en profundidad los procesos implicados en la asimilación, almacenamiento y transporte de silicio que efectúan estos organismos.

El apoyo a la investigación provino del proyecto MARGENES («Fitoplancton marino como organismos modelo para estudios genómicos y post-genómicos de detección medioambiental y adaptación al nicho ecológico») perteneciente al Quinto Programa Marco (5PM), así como del proyecto DIATOMICS («Comprensión de la biología de las diatomeas mediante métodos de genómica funcional») y de la Red de Excelencia Marine Genomics Europe («Implementación de enfoques genómicos de alto rendimiento para la investigación de los mecanismos de ecosistemas marinos y la biología de organismos marinos»), ambos pertenecientes al Sexto Programa Marco (6PM).

El estudio se centró en la diatomea Phaeodactylum tricornutum y la síntesis que ésta realiza del silicio. Los resultados del estudio indicaron que, en algún punto de la evolución de las diatomeas, unos genes concretos resultaron favorecidos frente a otros, lo cual podría haber permitido una optimización de las respuestas a estímulos medioambientales variables. Se identificaron genes que probablemente están implicados en el almacenamiento y metabolismo de silicio, así como en ciertos tipos de regulación génica responsable del transporte de dicho metaloide. Los investigadores también descubrieron que la capacidad para adaptarse a distintas concentraciones de silicio en entornos marinos puede deberse en parte a regulaciones generales en genes y el genoma y a la regulación post-transcripcional y la distribución espacial de las proteínas.

A pesar de que el silicio es esencial para el crecimiento de muchas especies de diatomeas, la Phaeodactylum tricornutum no lo necesita para vivir. Esta especie de alga en concreto vive en diversas zonas del mundo, normalmente en zonas costeras que presentan una gran variedad en la salinidad de sus aguas. La Phaeodactylum tricornutum también es la primera diatomea pinada cuyo genoma se conoce al completo. Los investigadores pretendían averiguar si la diatomea, teniendo en cuenta sus propiedades únicas, seguía asimilando silicio.

Las células de la diatomea se rodean de una pared celular de silicato fuera de lo común. El sílice biogénico de esta estructura procede de monómeros de ácido silícico. Tras la polimerización de dicho compuesto, la célula lo expulsa al exterior y lo añade a su pared celular. La descomposición y desintegración de las diatomeas provocan que estos silicatos se transformen en sedimentos.

Una profundización en la investigación permitiría comprender mejor la química de cristales y predecir ciertas modificaciones medioambientales relacionadas con los ciclos del carbono y el silicio.

Mientras que el proyecto MARGENES estudió el potencial de las diatomeas y las cianobacterias como organismos modelo para labores científicas, el proyecto DIATOMICS se centró en las diatomeas marinas y en temas como el almacenamiento de carbono, la adquisición de nutrientes, el alza y declive de floraciones de algas y las bioincrustaciones. Marine Genomics Europe reúne a científicos, responsables políticos, empresas y otros agentes y está dedicada al desarrollo de métodos de alto rendimiento para la investigación de la biología de organismos marinos.