Potenciales usos de bacterias de suelo en la industria petroquímica: Biorremediación y Biocombustibles

ALVAREZ HM

Capital Federal

Taller; Primer Taller Internacional del Biorremediación; 2013

Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires

Los suelos de la Patagonia semiárida poseen una interesante diversidad microbiana, la cual incluye diversos géneros de actinobacterias. Entre ellas, las bacterias del género Rhodococcus, son miembros frecuentes de las comunidades microbianas de los suelos de la región. El enorme repertorio metabólico de estos microorganismos, así como su capacidad de adaptar su metabolismo a un amplio rango de condiciones nutricionales, son en parte responsables de su presencia en este tipo de ambientes. El metabolismo central de estas bacterias provee todos los precursores necesarios para la síntesis de un amplio rango de moléculas, las que son utilizadas para el ensamblaje de macromoléculas complejas, metabolitos secundarios y estructuras celulares. En estas bacterias se combinan la extraordinaria habilidad biosintética con una amplia capacidad catabólica, representada por la presencia de múltiples enzimas y rutas de degradación de diversos contaminantes del ambiente. Estas características hacen de estos microorganismos, excelentes candidatos para su aplicación en el área de la biorremediación y de la producción de biocombustibles. Por un lado, estas bacterias poseen una fisiología y metabolismo suficientemente flexible como para continuar degradando hidrocarburos y otros compuestos en un amplio rango de condiciones ambientales. Bajo condiciones que restringen el crecimiento celular, son capaces de mantener su capacidad catabólica, degradando parcialmente los hidrocarburos y utilizando los intermediarios metabólicos generados para la síntesis de lípidos de reserva. Por otro lado, algunos miembros de este género son considerados oleaginosos debido a su capacidad de producir cantidades significativas de aceites a partir de una gran variedad de fuentes de carbono, incluyendo residuos orgánicos provenientes de la industria. La disponibilidad de datos genómicos en estas bacterias, sumados a la creciente disponibilidad de métodos de análisis y herramientas moleculares específicas, permiten el avance del conocimiento sobre su biología. En general, las bacterias del género Rhodococcus poseen genomas de diferentes tamaños, entre 5 y 9 Mb, muy enriquecidos en genes catabólicos para una gran variedad de contaminantes del ambiente. Esto se suma a la gran diversidad y flexibilidad del metabolismo central; con rutas glucolíticas alternativas, con la dotación génica necesaria para el funcionamiento del ciclo de los ácidos tricarboxílicos en ambas direcciones (oxidativa y reductiva) y la presencia de vías litoautotróficas, entre otras características metabólicas. Estas propiedades les permiten responder eficientemente a los cambios del ambiente, lo cual es importante para su supervivencia, persistencia y actividad en el suelo durante un proceso de biorremediación. Algunos de los miembros del género poseen además una gran cantidad y redundancia de genes para el metabolismo de lípidos en sus genomas. Algunos de estos genes que están involucrados en la producción de triglicéridos (aceites) han sido identificados, clonados y caracterizados en trabajos previos principalmente en las cepas R. opacus PD630 y R. jostii RHA1. Entre estos genes, se incluyen varias enzimas como las diacilglicerol aciltransferasas, una fosfatidato fosfatasa y una enzima málica, entre otras en estudio. La manipulación de estos genes ha permitido incrementar la producción de biomasa y de triglicéridos en estas bacterias, lo cual es de importancia desde el punto de vista biotecnológico. El progreso de los estudios en curso producirá una mejora en el entendimiento y una plataforma de conocimiento útil para incrementar la posibilidad de aplicación de estas bacterias del suelo en tecnologías ambientales y de producción de bioproductos de interés en la industria petroquímica.