Medio Ambiente Colombia , Colombia, Martes, 14 de marzo de 2023 a las 18:42

Encontrado el mecanismo que utilizan algunas bacterias de las minas para resistir al arsénico

Estudian un grupo de microorganismos clave para extraer metales como el oro

UNAL/DICYT En Colombia el oro representa el 14 % de las exportaciones mineras y es el cuarto producto de exportación después del petróleo, el carbón y el café. Aunque dichas cifras dan sustento de su importancia para la economía colombiana, su extracción es fuente de contaminación por la liberación de químicos tan tóxicos como el arsénico, considerado además como precursor de cáncer.

 

Desde los años ochenta se han encontrado alternativas en las bacterias (biominería) que están presentes naturalmente en las minas y que ayudan a extraer el oro a través de “biooxidación”, un tratamiento en el que estos microorganismos logran liberar el metal en forma líquida sin usar sustancias químicas.

 

Las quimiolitoautótrofas acidófilas son uno de los grupos de bacterias más antiguas, conocidas por su uso en procesos de biominería, o “minería del futuro”. Ellas tienen una gran particularidad, y es que crecen en lugares con pH ácido, de ahí su nombre de “acidófilas”, y además toleran altas concentraciones de metales, siendo estos su fuente de energía.

 

Carlos Barragán Vidal, doctor en Biotecnología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), analizó la genética de este poderoso grupo de microorganismos –extraído de la mina de oro El Zancudo (Antioquia)– y encontró el mecanismo que utilizan para resistir a altas dosis de concentración de arsénico, que para otras bacterias resultan letales.

 

“De estas bacterias se aislaron dos cepas: Acidithiobacillus sp. IBUN S3 y A. ferrianus IBUN Ppt12, las cuales mostraron capacidad de tolerar y crecer en concentraciones de más de 30 mM de arsenito de sodio, mientras que en otros microorganismos 10 mM suelen ser letales”.

 

“Con eso lo que hicimos fue descifrar biológicamente qué era lo que hacía que estas cepas de la bacteria pudieran sobrevivir durante la manipulación y el procesamiento de los minerales de dónde se obtiene el oro, como la arsenopirita, en cuyos componentes está el arsénico, tóxico para todas las formas de vida”, explica el experto.

 

Para ello, en los Laboratorios del Instituto de Biotecnología (IBUN) de la UNAL Sede Bogotá y de Mineralogía Aplicada y Bioprocesos (GMAB) de la UNAL Sede Medellín, las bacterias obtenidas de la mina se incluyeron en un medio con dosificaciones variables de arsénico, y aquellas que crecieron más rápido y que se cultivaron bajo condiciones controladas fueron las dos cepas resultantes.

 

El misterio genético


Para hacerle frente al químico tóxico, las bacterias utilizaban un mecanismo de resistencia mediado por un sistema genético que les permite sacar ese metal de sus células a través de unas bombas. Según el experto, “son proteínas que están en la membrana y logramos identificar que este estaba intervenido por un operón (un sistema independiente dentro del genoma) que le permite actuar así”.

 

Tanto en microorganismos como en humanos el genoma se podría asemejar a una biblioteca que guarda mucha información en los libros y que queda disponible al lector para que pueda usarla según sus requerimientos. En este ejemplo un operón sería el libro y su labor sería transmitirle información, de modo que lo que hace es comunicarles a las células para que estas puedan actuar o responder ante cualquier cambio medioambiental.

 

“Este hallazgo se pueden aplicar a otras bacterias, que es lo que conocemos comúnmente como manipulación genética. Al conocer los operones bacterianos resistentes al arsénico se podrían usar en bacterias diferentes y con otras aplicaciones importantes en la recuperación de entornos impactados por contaminantes”.

 

En la actualidad, investigadores del IBUN y del Grupo de Estudios Ambientales Aplicados (GEAA) de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD) analizan dichas cepas en profundidad para caracterizarlas.