CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

El Phylum Actinobacteria comprende un grupo de bacterias Gram positivas con elevado contenido de G+C en su ADN y de amplia diversidad morfológica. Dependiendo del taxon, pueden producir células ramificadas, estructuras miceliares complejas, esporos, células móviles o inmóviles. En términos de abundancia y diversidad de especies identificadas, las actinobacterias representan una de las unidades taxonómicas más importantes del Dominio Bacteria ya que se encuentra constituido por una clase (Actinobacteria) 13 órdenes, 51 familias y 223 géneros, totalizando más de 3.000 especies descriptas actualmente. Debido a su habilidad de colonizar diferentes tipos de sustratos, las actinobacterias presentan diversos hábitats y modos de vida. Se encuentran especies de vida libre, como las saprófitas con metabolismo aerobio que se nutren a partir de los residuos de otros organismos mediante la secreción de enzimas hidrolíticas y posterior absorción por difusión. (Ej.: Streptomyces). Otras especies viven en simbiosis, como la relación mutualista encontrada en el género Frankia que forma nódulos (actinorrizas) para fijar nitrógeno en aproximadamente 25 géneros de plantas leñosas. Asimismo, algunas especies son patógenas obligadas u oportunistas de animales y plantas como Mycobacterium tuberculosis (causa tuberculosis) y Streptomyces scabies (causa costras en el cultivo de papa y otros tubérculos). Con respecto al hábitat, las actinobacterias se encuentran entre los colonizadores más exitosos de la biósfera ya que pueden vivir en suelo, cuerpos de agua dulce, mares y asociadas a la vegetación. Entre las actinobacterias edáficas, se destacan las pertenecientes al género Streptomyces debido a su rol importante en el ciclado de nutrientes, ya que producen enzimas extracelulares que pueden degradar biopolímeros complejos como celulosa, hemicelulosa, lignina, quitina y almidón. Otras actinobacterias (rizosféricas y endofíticas) pueden ser aisladas de distintas especies vegetales como los géneros Micromonospora, Rodococcus y Streptomyces, algunas de las cuales pueden tener características de PGPB (Plant Growth Promoting Bacteria) como la promoción de la asimilación de nutrientes, efectos antagónicos contra fitopatógenos debido a la producción de antibióticos y fitohormonas. Entre estos microorganismos, las actinobacterias endofíticas adquirieron gran importancia en los últimos años debido a sus promisorias aplicaciones en fitorremediación y a la continua búsqueda de nuevos compuestos bioactivos de origen microbiano. Por su parte, con relación a las especies marinas, hasta hace poco tiempo se pensaba que solo los géneros Micromonospora, Streptomyces y Rhodococcus habitaban los sedimentos oceánicos, pero en los últimos años se descubrieron aproximadamente 130 nuevas cepas marinas usando técnicas de identificación (moleculares) independientes del medio de cultivo. Además de sus funciones en diferentes nichos biológicos, las actinobacterias presentan numerosas aplicaciones biotecnológicas ya que (entre los procariotas) se encuentran entre los mayores productores de compuestos con actividad biológica, incluyendo antibióticos, antitumorales, antivirales, antihelmínticos, inmunosupresores, fitotoxinas, biopesticidas, biosurfactantes y probióticos. Es así que las actinobacterias producen alrededor del 45% de todos los metabolitos secundarios con actividad biológica de origen microbiano, siendo el 80% de éstos sintetizados por especies del género Streptomyces. A pesar de esta impresionante productividad, se estima que solo el 10% de los compuestos bioactivos elaborados por actinobacterias fueron descubiertos, por lo que hay un renovado interés en la búsqueda o bioprospección de especies productoras de sustancias químicas que puedan tener un valor comercial significativo en el sector industrial, alimentario, cosmético, farmacéutico, agrario y ambiental. La clave para alcanzar tales metas proviene de la aplicación de las más avanzadas tecnologías genómicas, las cuales demostraron que el estudio de los genomas completos de ciertas actinobacterias contenían sustancialmente más grupos de genes codificantes de productos con actividad biológica, que los genomas de otras bacterias como las del genero Bacillus y Pseudomonas. Una de las aplicaciones biotecnológicas más promisorias de este grupo de microorganismos es en biorremediación de tóxicos orgánicos e inorgánicos. Varios géneros de actinobacterias (Arthrobacter, Clavibacter, Nocardia, Rhodococcus y Streptomyces) pueden degradar varios tipos de pesticidas como piretroides, carbamatos, organoclorados y organofosforados, entre otros. Una vez más, es el género es Streptomyces quien presenta características óptimas para ser empleado en procesos de saneamiento ambiental, debido a su taza relativamente rápida de crecimiento, capacidad de colonizar diferentes sustratos, su susceptibilidad de ser manipulado genéticamente, producción de surfactantes que aumentan la biodisponibilidad de un plaguicida y la formación de biofilms; este conjunto de propiedades contribuyen a aumentar su capacidad de degradación de tóxicos orgánicos. Asimismo, se pudo demostrar que especies del genero Streptomyces son dominantes en suelos contaminados con metales pesados, comparando con suelos prístinos en donde las actinobacterias constituían alrededor del 20% de la población microbiana, indicando que el grupo desarrolla estrategias especiales para sobrevivir en diferentes concentraciones de metales pesados. Es así que numerosos estudios informan que cepas de Streptomyces, Amycolatopsis y Rhodococcus pueden remover metales pesados y metaloides como niquel, zinc, cobalto, cobre, cromo y boro, entre otros, resaltando sus potencialidades de aplicación en procesos de biorremediación.Por otra parte, numerosas investigaciones demostraron que la disipación de contaminantes orgánicos e inorgánicos es mayor en la interfase suelo-raíz que en otras regiones del suelo. Este ?efecto rizosférico? es atribuido a un aumento en la densidad, diversidad y/o actividad metabólica microbiana debido a la liberación de exudados radiculares vegetales. Los productos de rizodeposición no solo proveen una fuente rica en carbono aprovechable para la microbiota edáfica, sino que también pueden potencialmente aumentar sus actividades degradativas de diferentes maneras: facilitando el co-metabolismo de contaminantes; inducir genes de enzimas degradativas; aumentar la biodisponibilidad de un contaminante, entre otros. Asimismo, y debido a la sinergia propia de la asociación planta-bacteria, estas últimas pueden generar condiciones propicias para el establecimiento y desarrollo de plantas que crecen bajo condiciones de estrés como las que se generan durante la acumulación de xenobióticos. Algunas de las propiedades deseables en tales PGPB son: producción de fitohormonas, estimulación de la producción de enzimas vegetales involucradas en el metabolismo del etileno, estimulación de la liberación de nutrientes esenciales para las plantas o inducción de mecanismos de defensa vegetal. Dichas características, son encontradas en especies de actinobacterias que viven asociadas a la vegetación, por lo que la aplicación de estos microorganismos en fitorremediación así como en biorremediación avizora un panorama muy promisorio. En este sentido, nuestro grupo de trabajo desarrolla desde el año 1999 una línea de investigación sobre degradación de plaguicidas organoclorados y remoción de metales pesados por actinobacterias, por lo que se dispone de una amplia colección de cepas potencialmente útiles para ser aplicadas en procesos de saneamiento ambiental. Además, varias de estas cepas han sido empleadas en combinación con exudados radiculares y plantas de maíz para remover plaguicidas de suelos contaminados. Los resultados de estos experimentos demostraron que el sistema microorganismo-vegetal aumenta la disipación del contaminante y que las cepas de actinobacterias pueden proteger a la planta de los efectos adversos del mismo.