La metagenómica es el estudio desde un punto de vista genómico, de Comunidades microbianas, a partir de muestras extraídas directamente del medio, sin que hayan sido cultivadas en el laboratorio.
Durante la mayor parte de la historia de nuestro planeta los microbios fueron sus únicos habitantes. Se estima que el número de células procariotas en la tierra es 5×10³⁰. Podemos encontrar comunidades microbianas en cualquier lado, incluso en condiciones extremas, medios con altas temperaturas, entornos tremendamente ácidos, o lugares con altas dosis de radiación. Y claro, como no podía ser menos, también podemos encontrar comunidades de microbios en nuestro organismo. Tanto es así, que hay diez veces más microbios en nosotros que células formando nuestro cuerpo. Podemos encontrar bacterias en nuestra boca, en nuestra piel, en nuestro intestino…
Los estudios en metagenómica se iniciaron en los años 70. En 1995 se secuenció el genoma completo de la bacteria Haemophilus influenza, pero pronto resctricciones tecnológicas pusieron límite a los avances en este área. Con la llegada de los nuevas estrategias de secuenciación (método shotgun) y técnicas de secuenciación (pirosecuenciación, secuenciación SOLiD), y sobre todo, con la drástica reducción de su precio estas limitaciones han desaparecido. Los estudios bacterianos clásicos de secuenciación de novo se realizaban tomando una muestra de una comunidad formada por una especie y cultivándola. Tras hacerla crecer, se secuenciaba y se ensamblaba su genoma. Obviamente, este método requiere poder cultivar la bacteria en el laboratorio, es decir, poder reproducir las condiciones ambientales en las que crece, y esto sólo es posible con una pequeña parte de los microbios existentes en nuestro planeta. Pero además, existen muy pocas comunidades formadas por una única especie de microbios, que no tengan fuertes dependencias o relaciones simbióticas con otras comunidades. La metagenómica nos permite estudiar comunidades formadas por distintas especies y analizar cómo interactúan y se relacionan entre éllas.
Además de por las razones anteriores ¿por qué es interesante el estudio de las comunidades microbianas? ¿qué aplicaciones tiene la metagenómica? Como hemos dicho antes, nos podemos encontrar virus, arqueas o bacterias en todas partes, y su presencia determina todas las actividades importantes para el hombre. Las aplicaciones de este conocimiento son innumerables:

• Salud humana. Nuestro cuerpo contiene una enorme variedad y número de microbios, y el estudio de estas comunidades, el microbioma humano, puede ayudarnos a prevenir enfermedades, descubrir nuevos fármacos o ahondar en el conocimiento de enfermedades complejas como el cáncer o la obesidad.
• Energías renovables. Las energías renovables son una de las herramientas que tenemos para luchar contra el cambio climático y hacer nuestro planeta más sostenible. Algunas fuentes de energía, como el etanol, dependen de la intervención de microbios, en este caso para que transformen la celulosa proveniente de deshechos agrícolas en etanol. Además, muchas comunidades microbianas producen fuentes de energía como el metano, hidrógeno o incluso corriente eléctrica. Entender bien cómo son y funcionan estas comunidades, es indispensable para poder controlar en el futuro estos medios de generación de energía o combustibles.
• Biorremediación. Las bacterias son capaces de vivir en medios asombrosamente hostiles, y en algunos casos, incluso eliminar las sustancias peligrosas para otras formas de vida y limpiar el medio en el que se encuentran. Avances en metagenómica podrán ayudarnos en la limpieza de resíduos peligrosos, como por ejemplo degradando los químicos de la gasolina, o mediante fijación de metales pesados presentes en tierras o aguas, o también depurando aguas contaminadas.
• Agricultura. Las comunidades microbianas que se encuentran en los campos de cultivo son esenciales para que los productos agrícolas crezcan más y más sanos. La metagenómica juega un papel muy importante en el estudios estas comunidades y cómo influyen sobre los productos agrícolas.