Científicos de Uruguay y de Brasil analizan posibles aplicaciones médicas, nutricionales y medioambientales de nuevas bacterias antárticas

DICYT Una colaboración científica entre la Universidad de São Paulo (USP) en Ribeirão Preto, Brasil, y el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE) en Montevideo, Uruguay, está experimentando con dos nuevas bacterias descubiertas en la Antártida hace diez años, con el fin de verificar la posibilidad de aplicaciones en salud, procesamiento de alimentos y rehabilitación ambiental. Un artículo que describe parte de los resultados apareció en la edición de marzo de la revista ACS Synthetic Biology, una publicación de la American Chemical Society.

El uso de bacterias en biotecnología ofrece muchos beneficios potenciales para los seres humanos y el planeta, incluida la ausencia de desechos tóxicos y la falta de dependencia de fuentes de energía fósiles. Las bacterias son organismos microscópicos que tienen la capacidad de adaptarse a diversos entornos y realizar una serie de funciones importantes. Las bacterias recuperadas de los extremos terrestres tienen características fisiológicas aún más interesantes. La Antártida es el continente más frío, con temperaturas que oscilan entre -10 °C y -60 °C en invierno y entre -5 °C y -20 °C en verano.

Las bacterias con enzimas adaptadas al frío se conocen como psicrófilos. Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas específicas. Las enzimas producidas por los psicrófilos son muy importantes para los procesos biotecnológicos porque siguen siendo muy activas incluso a bajas temperaturas. Como resultado, son menos costosas y más sustentables que las enzimas producidas por bacterias en ambientes templados.

“Las bacterias aisladas del medio ambiente suelen ser muy difíciles de 'domesticar' con miras a utilizar sus enzimas. Estudiamos dos bacterias pertenecientes al género Pseudomonas aisladas de sedimentos en la Antártida. Ambas son especies nuevas que nunca antes se habían descrito. Nos propusimos ver si podíamos aprovechar su metabolismo con nuestras herramientas de edición de genes y logramos establecer el correcto funcionamiento de varios plásmidos en estas dos bacterias, facilitando su uso para la expresión de enzimas psicrófilas en aplicaciones biotecnológicas”, dijo María Eugenia Guazzaroni. , último autor del artículo y docente del Departamento de Biología de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP-USP). Su investigación cuenta con el apoyo de la FAPESP.

Aplicaciones

Los plásmidos bacterianos son pequeñas moléculas de ADN comúnmente utilizadas en la clonación bacteriana. Los plásmidos de expresión se utilizan para producir proteínas específicas. El plásmido se introduce en una célula, donde se replica y la proteína se expresa mediante su ADN.

Los plásmidos de expresión son ampliamente utilizados en la investigación científica y por empresas farmacéuticas y biotecnológicas para producir grandes cantidades de proteínas recombinantes específicas para el desarrollo de terapias médicas con hormonas o anticuerpos.

Las enzimas psicrófilas también se pueden utilizar para producir alimentos refrigerados, como helados y yogures, con una calidad y textura mejoradas. Otra aplicación más implica aditivos en detergentes y detergentes en polvo para mejorar la eficacia de la eliminación de manchas y suciedad. Estas enzimas funcionan a temperaturas comparativamente bajas y, por lo tanto, se pueden usar para lavar la ropa en agua fría, ahorrando energía. También mejoran la calidad del detergente y el detergente en polvo, por lo que la ropa y otros artículos de tela se dañan menos y duran más.

Las enzimas psicrófilas también se pueden usar en biorremediación para eliminar contaminantes de ambientes fríos como la Antártida.

Colaboración transfronteriza

El estudio se realizó en colaboración con científicos uruguayos que descubrieron la nueva bacteria en 2012 en la Antártida y han estado trabajando con el grupo de Ribeirão Preto desde 2018. “Vanesa Amarelle, coautora del artículo, nos visitó como becaria posdoctoral con una beca para movilidad formativa en institutos de investigación en el exterior en áreas prioritarias otorgada por la Agencia Nacional de Investigación e Innovación [ANII] de Uruguay en 2018”, dijo Guazzaroni, quien tiene un doctorado en bioquímica y biología molecular de la Estación Experimental Zaidín (EEZ) en Granada, ejecutar por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, con títulos postdoctorales en metagenómica ambiental y metagenómica funcional de ambientes extremos, también obtenidos en España, así como estudios postdoctorales en la FFCLRP-USP.

Además de Guazzaroni y Amarelle, los otros coautores del artículo son Diego M. Roldán y Elena Fabiano, ambos afiliados al Departamento de Bioquímica y Genómica Microbiana del IIBCE.