Tendencias Científicas
Imagen: Eva the Weaver. Fuente: SINC.
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad de Oviedo y la Universidad de las Islas Baleares han desarrollado una plataforma bioinformática que analiza la capacidad de un ecosistema para asimilar cientos de contaminantes.
El trabajo, publicado en la revista ISME J del grupo Nature, abre nuevas perspectivas para determinar la capacidad de autodescontaminación de un suelo afectado por vertidos como el petróleo o ciertos hidrocarburos aromáticos, a partir de la secuenciación del ADN de microorganismos.
Los científicos han elaborado una base de datos específica que reúne toda la información disponible hasta el momento sobre las enzimas y los posibles microorganismos que las contienen y que, de forma natural, son capaces de destruir ciertos contaminantes.
El sistema permite asimismo establecer la huella dactilar de cada ecosistema y predice en qué suelos puede ser más eficaz la biorremediación, basada en utilizar elementos naturales del propio hábitat para revertir la degradación de un suelo contaminado.
“La plataforma explora el material genómico de organismos vivos en busca de información sobre reacciones de biodegradación y ofrece un perfil único para cada ecosistema. En otras palabras, da una visión en tiempo real de las capacidades biodegradativas de un ecosistema, y por tanto, de su capacidad para autodescontaminarse”, explica el investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica Manuel Ferrer.
Técnicas de biología de sistemas
Para monitorizar la presencia o ausencia de estos microorganismos y las propiedades que cada uno posee en suelos con diferentes condiciones, los investigadores han aplicado distintas técnicas de biología de sistemas como la genómica, basada en la secuenciación del ADN del suelo, la proteómica, que supone la secuenciación de las proteínas en cada momento del proceso, y la bioestadística, que consiste en la sistematización y el cruce de datos.
“Cada ecosistema contiene millones de bacterias que a su vez contienen miles de enzimas y evaluar la presencia o ausencia de las mismas es casi imposible si empleamos los métodos de análisis genómicos convencionales usados hasta la fecha”, señala Jesús Sánchez, investigador del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Oviedo.
El trabajo, publicado en la revista ISME J del grupo Nature, abre nuevas perspectivas para determinar la capacidad de autodescontaminación de un suelo afectado por vertidos como el petróleo o ciertos hidrocarburos aromáticos, a partir de la secuenciación del ADN de microorganismos.
Los científicos han elaborado una base de datos específica que reúne toda la información disponible hasta el momento sobre las enzimas y los posibles microorganismos que las contienen y que, de forma natural, son capaces de destruir ciertos contaminantes.
El sistema permite asimismo establecer la huella dactilar de cada ecosistema y predice en qué suelos puede ser más eficaz la biorremediación, basada en utilizar elementos naturales del propio hábitat para revertir la degradación de un suelo contaminado.
“La plataforma explora el material genómico de organismos vivos en busca de información sobre reacciones de biodegradación y ofrece un perfil único para cada ecosistema. En otras palabras, da una visión en tiempo real de las capacidades biodegradativas de un ecosistema, y por tanto, de su capacidad para autodescontaminarse”, explica el investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica Manuel Ferrer.
Técnicas de biología de sistemas
Para monitorizar la presencia o ausencia de estos microorganismos y las propiedades que cada uno posee en suelos con diferentes condiciones, los investigadores han aplicado distintas técnicas de biología de sistemas como la genómica, basada en la secuenciación del ADN del suelo, la proteómica, que supone la secuenciación de las proteínas en cada momento del proceso, y la bioestadística, que consiste en la sistematización y el cruce de datos.
“Cada ecosistema contiene millones de bacterias que a su vez contienen miles de enzimas y evaluar la presencia o ausencia de las mismas es casi imposible si empleamos los métodos de análisis genómicos convencionales usados hasta la fecha”, señala Jesús Sánchez, investigador del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Oviedo.
Un proceso sostenible y más barato
Las aproximaciones metodológicas seguidas en el trabajo, incluida la base de datos elaborada, supone para los científicos “una oportunidad sin precedentes”. El estudio ha descubierto también que las capacidades metabólicas de las enzimas y los microorganismos cambian cuando el suelo se somete a distintos tratamientos de limpieza.
“De esta forma, podremos diferenciar ecosistemas que podrán ser más fácilmente descontaminados de aquellos que no, es decir, permitirá establecer diferencias en las capacidades descontaminantes y, por tanto, predecir la eficacia de los tratamientos de biorremediación”, asegura Ramón Rosselló-Móra, investigador del CSIC en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados, centro mixto del CSIC y la Universidad de las Islas Baleares.
Según el investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología Javier Tamames, “las técnicas de biorremediación permiten afrontar la descontaminación de suelos aprovechando el potencial metabólico de algunos de sus componentes para la limpieza. Se convierten así en una alternativa más sostenible y barata que otros métodos para eliminar residuos y contaminantes”.
Parte del proyecto Consolider
El estudio, resultado de cinco años de trabajo, forma parte de un proyecto Consolider financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, que tiene como objetivo estudiar la biodiversidad de poblaciones de distintos hábitats dentro de la geografía española, dos proyectos europeos (MAGICPAH y ULIXES), centrados en la investigación de la biodiversidad de poblaciones en suelos y ambientes marinos de la geografía europea de distintos hábitats, y un proyecto CENIT-07-CLEAM de la Universidad de Oviedo, dirigido al desarrollo de técnicas innovadoras de biorremediación y limpieza de suelos contaminados.
Las aproximaciones metodológicas seguidas en el trabajo, incluida la base de datos elaborada, supone para los científicos “una oportunidad sin precedentes”. El estudio ha descubierto también que las capacidades metabólicas de las enzimas y los microorganismos cambian cuando el suelo se somete a distintos tratamientos de limpieza.
“De esta forma, podremos diferenciar ecosistemas que podrán ser más fácilmente descontaminados de aquellos que no, es decir, permitirá establecer diferencias en las capacidades descontaminantes y, por tanto, predecir la eficacia de los tratamientos de biorremediación”, asegura Ramón Rosselló-Móra, investigador del CSIC en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados, centro mixto del CSIC y la Universidad de las Islas Baleares.
Según el investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología Javier Tamames, “las técnicas de biorremediación permiten afrontar la descontaminación de suelos aprovechando el potencial metabólico de algunos de sus componentes para la limpieza. Se convierten así en una alternativa más sostenible y barata que otros métodos para eliminar residuos y contaminantes”.
Parte del proyecto Consolider
El estudio, resultado de cinco años de trabajo, forma parte de un proyecto Consolider financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, que tiene como objetivo estudiar la biodiversidad de poblaciones de distintos hábitats dentro de la geografía española, dos proyectos europeos (MAGICPAH y ULIXES), centrados en la investigación de la biodiversidad de poblaciones en suelos y ambientes marinos de la geografía europea de distintos hábitats, y un proyecto CENIT-07-CLEAM de la Universidad de Oviedo, dirigido al desarrollo de técnicas innovadoras de biorremediación y limpieza de suelos contaminados.
Referencia bibliográfica
María-Eugenia Guazzaroni, Florian-Alexander Herbst, Iván Lores, Javier Tamames, Ana Isabel Peláez, + et al. Metaproteogenomic insights beyond bacterial response to naphthalene exposure and bio-stimulation. The ISME Journal doi:10.1038/ismej.2012.82.
María-Eugenia Guazzaroni, Florian-Alexander Herbst, Iván Lores, Javier Tamames, Ana Isabel Peláez, + et al. Metaproteogenomic insights beyond bacterial response to naphthalene exposure and bio-stimulation. The ISME Journal doi:10.1038/ismej.2012.82.
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