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Understanding the role of the rainbow trout metagenome on growth and health in aquaculturally farmed fish

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Un método de secuenciación aleatoria para el metagenoma de los peces revela conexiones entre las bacterias intestinales y la salud

Una selección adecuada de piensos que aumente de manera activa las bacterias intestinales beneficiosas puede fomentar el crecimiento y la salud de los peces. Un equipo de investigadores financiado con fondos europeos ha empleado un método de secuenciación pionero para descifrar los mecanismos biológicos subyacentes que activan las bacterias beneficiosas en la trucha arco iris, su hospedador, a fin de mejorar los regímenes de alimentación.

Alimentos y recursos naturales

La acuicultura ha pasado de ser una industria en ciernes a convertirse en el sector alimentario de mayor crecimiento a nivel mundial y, actualmente, produce más pescado para consumo humano del que se obtiene de la pesca salvaje. La clave para garantizar el desarrollo continuo de una acuicultura sostenible consiste en aumentar la eficiencia alimenticia. El índice de transformación de alimentos es un indicador relevante de la eficiencia alimenticia y describe la cantidad de pienso necesario para producir un kilogramo de pescado. Saber cuánto pienso se necesita permite a los piscicultores calcular su rentabilidad. El índice de transformación de alimentos no solo proporciona una medida de la eficiencia de la producción acuícola, sino que además señala la capacidad de los peces para transformar los piensos para animales en el producto deseado. Un índice ineficiente supone un lastre para el medio ambiente.

La salud de los peces en manos de las bacterias

En los últimos años, las proteínas animales se han ido sustituyendo progresivamente por ingredientes de origen vegetal en los regímenes de alimentación de la acuicultura. Aún se desconoce su repercusión en los procesos metabólicos conexos que regulan la salud y el crecimiento de los peces. En este sentido, identificar bacterias beneficiosas ayudaría a optimizar la eficiencia alimenticia y a fortalecer el sistema inmunitario de los peces de piscifactoría. Estudios recientes sobre la secuenciación del metagenoma, centrados en averiguar cómo interactúa el microbioma intestinal con rutas metabólicas e inmunitarias en humanos y ratones, ofrecen soluciones prometedoras para optimizar la eficiencia alimenticia y la salud de los peces. En el proyecto HappyFish, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se investigaron las diferentes funciones de las bacterias intestinales y su papel en la salud general de los peces de piscifactoría. Además, se examinó cómo interactúan las diferentes formulaciones de piensos con el microbioma intestinal de la trucha arcoíris, una especie piscícola de importancia comercial para la acuicultura mundial, y cómo optimizar estas formulaciones en el futuro.

Un método moderno de metagenómica

La investigación de vanguardia en el ámbito de la acuicultura ha empleado sobre todo un marcador genético sencillo, que solo permite comparar los grupos de bacterias presentes en los microbiomas intestinales de los peces. El equipo de HappyFish mejoró notablemente la investigación del microbioma en este ámbito, al ser pionero en el uso de la denominada secuenciación aleatoria para estudiar el metagenoma de la trucha arcoíris. Este método permitió a los investigadores dilucidar las propiedades funcionales codificadas por genes en los microorganismos que conforman el microbioma intestinal de la trucha arcoíris. Morten Limborg, coordinador de HappyFish, comenta: «Primero cortamos todo el metagenoma en fragmentos lo suficientemente pequeños para ser secuenciados. A continuación, el reto consistió en clasificar las secuencias parciales y ensamblarlas en metagenomas específicos al colocar estos fragmentos superpuestos de la misma manera que harías un rompecabezas». Los investigadores superaron este escollo mediante el empleo de herramientas bioinformáticas avanzadas. «Logramos caracterizar, por primera vez, el papel funcional de microorganismos simbióticos que aportan funciones cruciales a su hospedador, la trucha arcoíris, como por ejemplo la capacidad de algunos microorganismos para mejorar la transformación de alimentos en biomasa (índice de transformación de alimentos), reduciendo así las mermas», agrega Limborg. El equipo, que incluía al estudiante de doctorado Jacob Rasmussen, observó asimismo patrones interesantes en bacterias específicas que eran significativamente más abundantes en peces de crecimiento rápido.

Mirar al futuro con confianza

HappyFish está creando nuevas oportunidades para lograr una producción alimentaria más sostenible en el sector de la acuicultura. Limborg afirma: «Los resultados deberían facilitar el desarrollo de regímenes de alimentación más eficaces que puedan “trabajar en conjunto” con las bacterias intestinales beneficiosas a fin de favorecer el crecimiento y la salud de los peces de piscifactoría». Con unos piensos adecuados capaces de modificar los componentes naturales del microbioma intestinal podrían reducirse los costes de alimentación, minimizarse el impacto negativo en el medio ambiente y suprimirse el uso de antibióticos.

Palabras clave

HappyFish, acuicultura, trucha arcoíris, metagenoma, microbioma intestinal, eficiencia alimenticia, índice de transformación de alimentos

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