| Grupo de Bioremediación. (CNB) |
| Las bacterias dan la alarma |
La bioremediación persigue mejorar las capacidades naturales de los microorganismos para su aplicación como técnica
medioambiental |
De las bacterias se conocen más los defectos que las cualidades, y sin embargo son indispensables para la vida. Es más, los investigadores están descubriendo en ellas un sinfín de insospechadas y útiles habilidades. Por ejemplo, su gran capacidad para adaptarse y obtener nutrientes del entorno podría convertirlas en estupendas 'limpiadoras' del medio ambiente: simplemente, se comerían los contaminantes. La 'bioremediación' es el área de la ciencia que estudia estas bacterias de usos medioambientales. A ella se dedica el grupo de Víctor de Lorenzo, en el Centro Nacional de Biotecnología (CSIC), en Madrid. Uno de sus proyectos consiste en desarrollar bacterias que alertan de la presencia de contaminantes en el medio, y ya hay una aplicación a la vista: biosensores para detectar minas antipersonas. |
Mónica G. Salomone |
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Víctor de Lorenzo dirige el grupo de Bioremediación del CNB.
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"En realidad, el porcentaje de bacterias patógenas es ínfimo en
comparación con el número de especies beneficiosas”, asegura Víctor de
Lorenzo, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC). Las
bacterias son las que permiten que haya vida, continúa. “Son los
catalizadores biológicos que reciclan los recursos y que hacen que la
biosfera funcione”. De hecho, los microorganismos llevan 4.000 millones
de años en el planeta; la vida en la Tierra empezó con ellos. “Si nos
extinguiéramos ellos seguirían viviendo tan tranquilamente,
adaptándose mejor que nosotros". |
La capacidad natural de algunas bacterias para degradar el petróleo se
está empleando como agente descontaminante
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Es un preámbulo de De Lorenzo para explicar uno de los hallazgos que
ha revolucionado la microbiología en los últimos tiempos. Tiene que ver
con el amor propio de los científicos: durante décadas creyeron que
conocían casi todos los microorganismos del planeta, y no sólo resulta
que no es así, sino que "hay indicaciones de que más del 99% de los
microorganismos de la biosfera no se conocen aún", dice De Lorenzo. Y
es que la gran mayoría de esos seres no pueden cultivarse en el
laboratorio con las técnicas conocidas hasta ahora. "Eso nos hacía creer
equivocadamente que no existen, pero el hecho es que hay una gran
variedad inexplorada". Ni siquiera se sabe cuántos tipos de
microorganismos hay. |
Ha bastado un atisbo en ese microuniverso inexplorado para descubrir
organismos con habilidades sorprendentes. Por ejemplo, degradar
petróleo. Una de las aplicaciones de la bioremediación es explotar,
aumentándolas, estas capacidades naturales de los microorganismos. |
Biosensores múltiples
Otra línea es el desarrollo de biosensores que detectan contaminantes, basados en bacterias que emiten luz. El grupo de De Lorenzo trabaja, en concreto, en biosensores que alerten de la presencia de varios compuestos, no sólo de uno.
El grupo parte de un hallazgo básico: los microorganismos sólo expresan los genes responsables de degradar contaminantes cuando se encuentran con el compuesto en sí. Es cuestión de economía: "Tú no te esfuerzas en construir instrumentos para hacer una mesa si no tienes la madera, la materia prima". Ahora bien, ¿cómo detecta la bacteria que el contaminante está ahí? Pues gracias a ciertas proteínas, llamadas 'reguladores transcripcionales', capaces de unirse al contaminante de la misma forma que una llave (el contaminante) entra en una cerradura (la proteína bacteriana). Así, cuando contaminante y proteína 'encajan', la proteína se modifica y al hacerlo activa los genes de la maquinaria degradativa de la bacteria.
Es decir, la proteína funciona ni más ni menos que como un sensor de contaminante. La idea de De Lorenzo es que además la bacteria emita una señal luminosa cuando lo reconozca, de forma que sirva de alerta a los humanos. Para hacerlo hay que recurrir a la ingeniería genética, la técnica para 'cortar y pegar' genes, que son los que dirigen la síntesis de las proteínas.
En este caso se trata de fusionar los genes de la proteína detectora del contaminante con otros que la bacteria no tiene naturalmente, y que la hacen emitir luz. Esos genes ajenos pueden proceder bien de los microorganismos que hacen brillar a los peces de las fosas abisales; o bien de las medusas, que también son fluorescentes. |  Víctor de Lorenzo junto a una de sus
colaboradoras en el laboratorio. |
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Pero la cosa no queda ahí. El objetivo final es aún más ambicioso: un biosensor que detecte distintos tipos de contaminantes, y que además "te diga qué contaminante es". Equivale a crear una cerradura en la que caben muchas llaves. |
Minas antipersonas
El grupo de De Lorenzo ha encontrado ya una proteína procedente de
una bacteria del suelo capaz de reconocer algunos nitotoluenos, que son
indicadores de la presencia de explosivos como el TNT. La proteína se
llama Xyl-R. Este proyecto, financiado por la Comunidad Autónoma de
Madrid, consiste en desarrollar en el laboratorio proteínas variantes de
Xyl-R que detecten toda una variedad de contaminantes, incluyendo a
los nitrotoluenos. Lo hacen a base de generar aleatoriamente millones y
millones de proteínas que se diferencian en apenas unos cuantos
aminoácidos –las piezas integrantes de las proteínas–; después se
prueba la capacidad de esas variantes de Xyl-R para reconocer nuevos
contaminantes. "Es decir: generas diversidad y luego seleccionas
genéticamente las proteínas que funcionan", explica De Lorenzo. Un
nuevo ‘robot’ adquirido por el laboratorios agiliza muchísimo el proceso. |
La apetencia de algunos microorganismos por substancias peligrosas ha permitido desarrollar sensores de alerta para la localización de minas antipersona
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Ya han obtenido resultados: una proteína que reconoce 2,4-DNT, un
componente muy frecuente de las minas antipersona. Así que uniendo
esta proteína a un sistema de emisión de luz el grupo ha desarrollado un
biosensor con potencial para detectar las minas. |
"Las minas antipersonas no tienen carcasa metálica. Hemos demostrado
ya que si ponemos nuestra bacteria [con el sistema detector y emisor de
luz] en un suelo con residuos de explosivo la señal de fluorescencia es
muy fuerte, mientras que si el suelo está limpio de explosivos no hay
fluorescencia", explica. El sistema, que puede combinarse con un sensor
de luz aéreo, permite detectar la presencia de 2,4-DNT. Aunque en
realidad lo más interesante de este sistema es que dice dónde no hay
minas, lo que reduce el área a examinar. “Los estudios demuestran que
incluso con reducciones pequeñas se ahorra muchísimo tiempo y dinero
en la recuperación de las zonas afectadas". |
El grupo ha desarrollado ya cepas prototipo. Ahora están en la fase de
estudiar la forma óptima de liberar las bacterias al medio. Uno de los
problemas aquí es que las bacterias modificadas genéticamente –o sea,
transgénicas– suelen morirse rápido cuando son liberadas al medio. Una
posibilidad es envolverlas en cápsulas que aporten algunos nutrientes
como la glucosa y que las protejan durante unas horas, mientras ellas
hacen su trabajo de detección; cuando consumen la glucosa quedan
expuestas al medio y mueren. |
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