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Bacterias aisladas de Cuatro Ciénegas

  • 31 enero 2019
  • Por Rosa María Camacho Ruiz

Cuatro Ciénegas es un lugar fascinante para la ciencia, es un museo viviente de finales del precámbrico (hace 800 millones de años), en el que se conservan estromatolitos vivos. Los estromatolitos son comunidades bacterianas que se organizan en tapetes microbianos, que colaboran para vivir y que se van petrificando por el calcio que precipitan. El estudio de este ecosistema ha permitido a los científicos explicar parte de la evolución de la vida en la tierra, Cuatro Ciénegas conserva la historia de la evolución de los microorganismos desde las bacterias metanógenas hasta las cianobacterias formadoras de Oxígeno, responsables del cambio en la atmosfera de éste planeta azul. Este fascinante lugar se encuentra a mitad del desierto de Coahuila, los suelos de esta región son pobres en nutrientes, por lo que se considera un lugar extremo para el desarrollo de la vida, aunque paradójicamente conserva una gran diversidad comparado con otros lugares extremos.

En CIATEJ tenemos interés en el estudio de los microorganismos extremófilos para aprovecharlos en procesos biotecnológicos como productores de metabolitos de valor, por lo que hemos decidido explorar Cuatro Ciénegas. En noviembre de 2014 realizamos un muestreo, principalmente en las dunas de yeso, el estudio estuvo enfocado al aislamiento de bacterias halófilas cultivables. Las bacterias halófilas son un grupo de microorganismos que son capaces de vivir en concentraciones de cloruro de sodio que van desde los 25 g/L hasta los 250 g/L; para darnos una idea el agua de mar contiene entre 30 y 50 g/L de sales, mientras que el Mar Muerto, que es uno de los lagos con mayor contenido de sales, tiene de 350 a 370 g/L. El interés en el estudio de estos microorganismos se centra en aprovecharlos en procesos biotecnológicos como productores de biomoléculas que tengan alguna aplicación en salud humana o en la industria. Actualmente se buscan nuevas moléculas que puedan ser estables y activas en matrices con elevada salinidad, se plantea la hipótesis de que las biomoléculas aisladas de microorganismos halófilos podrán funcionar en estos sistemas extremos. Del muestreo que se realizó en 2014 se lograron aislar trece bacterias halófilas cultivables que fueron identificadas molecularmente y pertenecen a los géneros Halobacillus, Marinococcus, Alkalibacillus, Bacillus y Aquisalibacillus. Se exploró la producción de proteasas, exopolisacaridos y biosurfactantes a partir de estas bacterias.

Se encontró una bacteria del género Halobacillus que produce proteasas, las proteasas son biocatalizadores que pueden hidrolizar proteínas para obtener moléculas más pequeñas llamadas péptidos, así como aminoácidos libres. La proteasa producida por Halobacillus mostró actividad biocatalítica en elevadas concentraciones de sal (180 g/L de NaCl) y sobre sustratos como leche, gluten, caseína, soya y pescado. Con esta proteasa se generaron péptidos a partir de proteínas de pescado, los péptidos fueron estudiados y mostraron actividad antioxidante además de inhibir (in-vitro) enzimas relacionadas con diabetes (amilasa y glucosidasa).

Una de las estrategias que han desarrollado las bacterias halófilas para adaptarse a ambientes extremos consiste en agregarse en consorcios microbianos, estos agregados son posibles debido a la formación de matrices que contienen entre otras cosas exopolisacáridos. Los exopolisacaridos son hidrocoloides de elevado peso molecular que se emplean en la industria alimentaria como espesantes. Una de las bacterias halófilas aisladas de Cuatro Cienégas del genero Bacillus logró producir un exopolisacarido de alto peso molecular 1,284 kDa, el exopolisacarido producido por Bacillus mostró capacidad de emulsificación, estabilidad térmica y también funcionó como viscosificante.

Otras moléculas de interés son los Biosurfactantes, compuestos que presentan en su estructura una parte hidrofóbica y otra hidrofílica, esta característica les confiere la propiedad de formar emulsiones y pueden aplicarse en la industria del petróleo, en biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos o plaguicidas, entre otras aplicaciones. A partir de la bacteria halófila Salibacterium, aislada de Cuatro Ciénegas, se logró producir y purificar un biosurfactante que mostro capacidad de formar emulsiones estables a condiciones extremas, 70°C, pH 12 y 250 g/L de NaCl, de los estudios realizados al momento se concluye que es probablemente un lipopéptido de bajo peso molecular.

Actualmente se está trabajando en la caracterización de los péptidos producidos por la proteasa de Halobacillus, con enfoque en su efecto en salud humana. Se está haciendo el estudio de las propiedades tecnológicas del exopolisacarido de Bacillus para ser empleado en la industria alimentaria. Se está haciendo la caracterización y estudio de las posibles aplicaciones del biosurfactante producido por Salibacterium. Hemos iniciado también con el aislamiento, identificación y conservación de nuevas bacterias halófilas aisladas de las Pozas Rojas de Cuatro Ciénegas a partir de un muestreo realizado en octubre del 2018. Nuestro objetivo es generar una colección de bacterias y arqueas halófilas, explorar su aprovechamiento biotecnológico, pero sobre todo resguardar un poco de la increíble diversidad de microorganismos halófilos de Cuatro Ciénegas.

Estos trabajos han puesto en evidencia el potencial de Cuatro Ciénegas para la obtención de microorganismos de interés biotecnológico y su aprovechamiento, desafortunadamente este paraíso está en peligro de extinción, la explotación de agua del acuífero para producir alfalfa en la región está devastando la zona, El Churince, uno de los humedales se ha secado. Es urgente rescatar y conservar nuestra biodiversidad, actualmente un grupo de investigadores de la UNAM, CINVESTAV, UANL, UAdeC, CIATEJ, entre otras instituciones, estamos trabajando para tratar de concientizar a la comunidad sobre el riesgo de desaparición de éste ecosistema único por el uso indiscriminado del agua. El próximo mes de marzo de 2019 haremos una expedición con fines de investigación y de difusión que abonen en el rescate de la biodiversidad de Cuatro Ciénegas; tenemos la fortuna de que este museo viviente se ha conservado en México desde hace millones de años, es nuestra responsabilidad preservarlo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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