PROPONEN TRATAR LAS AGUAS CONTAMINADAS CON METALES PESADOS MEDIANTE EL USO DE BIOFILTROS DE ALGAS INMOVILIZADAS

Arsénico, Cadmio y Cobre son algunos de los metales pesados presentes en diversos cuerpos acuíferos, los cuales pueden provenir tanto desde fuentes naturales como de actividades humanas, por ejemplo aguas residuales domésticas, agrícolas e industriales. Ambas fuentes constituyen un peligro tanto para la salud como para la vida acuática.

Con esta problemática en mente, un equipo de investigadores y académicos del Departamento de Ingeniería Matemática y del Centro Gibmar, del Centro de Biotecnologías UdeC, llevan adelante el proyecto AlgaeFilter: Biofiltro de algas inmovilizadas en matriz polimérica para el tratamiento con alto contenido de metales pesados, iniciativa financiada por Innova Chile, en la que además participan las empresas DCS Engineering Ltda., junto a Pigmentos Naturales S.A.
Para desarrollar esta iniciativa es que se han unido el Departamento de Ingeniería Matemática, con el Dr. Roberto Riquelme, junto al Grupo Interdisciplinario en Biotecnología Marina (Gibmar) del Dr. Cristian Agurto, quienes han aunado esfuerzo y conocimiento interdisciplinario para intentar dar solución a uno de los principales problemas ambientales de la actualidad: el alto contenido de metales pesados presente en el agua y que constituyen un riesgo potencial para la salud humana.
El Dr. Roberto Riquelme, director del proyecto, explicó que el objetivo principal es realizar la modelación, diseño y desarrollo de un sistema automatizado de biofiltración alternativo, con un costo competitivo, utilizando algas inmovilizadas en una matriz polimérica para la remoción de metales pesados, desde aguas cargadas tanto de forma natural como desde actividades industriales. Entre otros aspectos, la idea es también dar cumplimiento a las normativas sanitaria y ambiental (DS90 y DS609) vigentes en Chile, que está dirigida a mejorar la calidad del agua, ya sea para consumo humano como también para biorremediar efluentes líquidos industriales que puedan ser reutilizados.
Para el director alterno del proyecto, el Dr. Cristian Agurto, la iniciativa también suma innovación a la propuesta, que tiene que ver con la selección de algas para la remoción de metales pesados mediante filtros 100% naturales y biodegradables, demostrando así una tecnología escalable y comercialmente viable, además de promover la entrada de este producto a un mercado en crecimiento con amplias oportunidades de desarrollo económico en el país sureño.

CIENTÍFICOS LOGRAN UN SIGNIFICATIVO AVANCE PARA LA OBTENCIÓN DE UNA VACUNA CONTRA EL VIH, MEDIANTE LA MODIFICACIÓN GENÉTICA DEL VIRUS

Utilizando una forma modificada genéticamente del virus del VIH, un equipo de científicos de la Universidad de Nebraska-Lincoln ha desarrollado un nuevo y prometedor avance que algún día podría conducir a una vacuna más eficaz contra el VIH.

El equipo, dirigido por el químico Jintao Guo, el virólogo Qingsheng Li y la bióloga sintética Wei Niu, ha probado con éxito el nuevo avance para el desarrollo de vacunas in vitro.

Con este nuevo avance, el equipo de la UNL es capaz de utilizar un virus del VIH atenuado o debilitado en la vacuna. Jintao Guo afirma que el nuevo método implica la manipulación de los codones del virus para que este dependa de un aminoácido no natural para la traducción de la proteína adecuada, lo que le permite replicar. Debido a que este aminoácido no está presente en el cuerpo humano, el virus no puede seguir reproduciéndose y causar la enfermedad.

La inmunidad adaptativa se desarrolla cuando el sistema inmune del cuerpo desarrolla anticuerpos que atacan al virus. Al virus luego se le interrumpe la replicación mediante la eliminación de los aminoácidos.

Dado que la pandemia del VIH/SIDA se inició en la década de 1980, se estima que 36 millones de personas han muerto por la enfermedad. Hoy en día, más de 35 millones de personas viven con el virus y 2,5 millones de nuevas infecciones se registran cada año. No existe ninguna cura universal o vacuna, principalmente debido a la replicación y evolución persistente del virus.

El intento de vacunación de más éxito en los seres humanos fue un ensayo en Tailandia a mediados de la última década que tenía una tasa de eficacia más o menos del  31%. Pero aquella vacuna utilizaba versiones diseñadas de los genes y proteínas del VIH, en lugar del virus real.

Li indica que la ciencia nos dice que una vacuna viva atenuada funcionaría mejor para detener la pandemia, y posiblemente erradicar la enfermedad, pero, usar un virus vivo en un juicio humano tiene problemas de seguridad. 

Usar un virus atenuado en una vacuna no se ha logrado antes porque el VIH, incluso en forma debilitada, replica rápidamente, lo que le permite evolucionar rápidamente y recuperar la virulencia y su habilidad para causar la enfermedad.

OBTIENEN BIOCOMBUSTIBLE PARA COHETES MEDIANTE LA MODIFICACIÓN GENÉTICA DE BACTERIAS E. COLI

Gracias a bacterias manipuladas genéticamente, se ha conseguido producir un biocombustible alternativo y lo bastante energético como para impulsar a un motor cohete.

La síntesis bacteriana de pineno abre nuevas y fascinantes perspectivas en el sector de los biocombustibles. El pineno es un hidrocarburo proveniente de los árboles que podría llevar a sustituir por alternativas sostenibles a combustibles de origen fósil y alta energía como el JP-10, un combustible usado en vehículos aeroespaciales, incluyendo misiles. Con las mejoras adecuadas en la eficiencia de su proceso de elaboración, el biocombustible podría facilitar incluso el desarrollo de una nueva generación de motores más potentes.

Al conseguir dotar de enzimas de árboles a las bacterias, el equipo de Stephen Sarria y Pamela Peralta-Yahya, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), ubicado en la ciudad estadounidense de Atlanta, ha logrado multiplicar por seis la producción de pineno, en comparación con el nivel de producción alcanzado en investigaciones anteriores de bioingeniería.

Aunque será necesaria una mejora más drástica antes de que los dímeros de pineno puedan competir con el JP-10 elaborado a partir de petróleo, el equipo de Sarria y Peralta-Yahya cree que ha identificado los principales obstáculos a superar para alcanzar ese objetivo.

Mediante la estrategia de tomar colonias de bacterias E. coli modificadas genéticamente para producir pineno y colocarlas dentro de tubos de ensayo conteniendo glucosa, los investigadores han conseguido determinar qué combinaciones de enzimas producen con mayor eficiencia el hidrocarburo.Ellos obtuvieron 28mg/l mediante la mejor combinacion de la expresion  de tres enzimas pineno sintasas y tres enzimas geranil difosfato sintetasas.

Los combustibles con alta densidad de energía son importantes en aplicaciones en las que la reducción del peso del combustible es fundamental. La gasolina utilizada para los automóviles y el gasóleo utilizado principalmente en camiones contienen menos energía por litro que el JP-10.

EMPLEAN BACTERIAS MODIFICADAS PARA LA PRODUCCIÓN DE ÉSTERES DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL A PARTIR DE BIOMASA RENOVABLE

Desde una fragancia de flores que parece traída por la brisa matinal, hasta el aroma de arándanos a punto de ser comidos, los perfumes que se perciben en el laboratorio de Shota Atsumi del Departamento de Química en la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Davis, parecen fáciles de identificar, pero su origen no es el que podríamos suponer. Ni flores, ni bayas, ni otras de las fuentes tradicionales de esas fragancias son el origen de los aromas elaborados en el laboratorio. Los artífices de los olores son nada más ni nada menos que bacterias, modificadas para que realicen trabajos químicos de perfumería.

Concretamente, estas bacterias producen ésteres, que son sustancias ampliamente usadas para colonias y aromatizantes, así como también en procesos químicos para elaborar pinturas, combustibles y otros productos.

Infinidad de sustancias químicas industriales derivan de combustibles fósiles. El equipo de Atsumi aspira a cambiar esta situación, desarrollando una vía, industrialmente útil, para elaborar productos equivalentes pero hechos a partir de recursos renovables.

Los ésteres son moléculas en las que dos cadenas de átomos de carbono están enlazados a través de un átomo de oxígeno. Están hechos químicamente por la reacción de un alcohol con un ácido orgánico. Pero la termodinámica de esta reacción significa que tiende a funcionar en sentido contrario; es más fácil descomponer un éster que formarlo.

Las células vivas pueden también fabricar ésteres. Por ejemplo, las levaduras producen pequeñas cantidades de ésteres que les dan sabores al vino y la cerveza, sin requerir altas temperaturas o condiciones muy especiales. En pocas palabras, la reacción es químicamente difícil pero biológicamente fácil.

La naturaleza utiliza una clase de enzimas llamadas alcohol acetiltransferasas para hacer ésteres a partir de moléculas de acil-coenzima A (acil-CoA). Cambiando la parte acil- de la acil-CoA que entra en la reacción, se cambia el tipo de éster que se produce.

Atsumi, el estudiante graduado Gabriel Rodríguez y el investigador postdoctoral Yohei Tashiro tomaron genes de las vías bioquímicas de las levaduras y los introdujeron en bacterias E. coli, un sistema de prueba fiable para la ingeniería genética. Mediante la modificación de la vía de acil-CoA, ellos pudieron manipular una mitad del éster a producir: mediante el ajuste de la vía que produce alcoholes en la célula; y por el cierre de otras potenciales vías, ellos pudieron ajustar la otra mitad. Por lo tanto, ellos fueron capaces de recoger un éster final producido por las bacterias.

La técnica, que ha sido patentada, abre posibilidades para la producción de muchos ésteres diferentes en sistemas biológicos.  El material de partida para las bacterias está basada en azúcares, que pueden proceder de la biomasa renovable. En última instancia, Atsumi espera diseñar estas vías químicas en las cianobacterias, organismos unicelulares que pueden atraer la energía directamente de la luz solar y el carbono de la atmósfera.

CIENTÍFICOS LATINOS PROPONEN DESCONTAMINAR SUELOS CON BACTERIAS FERMENTADORAS DE LECHE

Científicos de la Universidad Autónoma de Zacatecas en México (UAZ), en colaboración con expertos del Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos, en Argentina, buscan hacer uso de colonias de bacterias conocidas como Lactobacillus bulgaricus para recuperar suelos contaminados por agentes tóxicos, como metales pesados.

El doctor Cuauhtémoc Araujo Andrade, investigador de la Unidad Académica de Física de la UAZ, manifestó que la investigación busca aprovechar las propiedades que permiten que las Lactobacillus bulgaricus capturen a otras bacterias dañinas para impedir su actividad patógena en el organismo humano. Pero ahora se busca que esa cualidad sea aprovechada para que tales microorganismos capturen iones de metales pesados que contaminan suelos y aguas.

Araujo Andrade manifestó que la aportación de la UAZ consistió en emplear un novedoso método fotónico (basado en el uso de luz infrarroja) para obtener información acerca de cómo es que esas bacterias interaccionan con distintos tipos de iones metálicos, y así optimizar la biorremediación de los suelos. De esa forma, se determinó la eficacia de las Lactobacillus bulgaricus a fin de atrapar a los metales pesados y descontaminar diversos ecosistemas de manera biológica.

El investigador de la casa de estudios zacatecana manifestó que el empleo de Lactobacillus bulgaricus para la descontaminación de suelos representa una alternativa inocua, económica y natural, capaz de lograr la descontaminación de suelos en zonas mineras del país, o de aguas contaminadas cuya polución se origine por los desechos industriales.

Araujo Andrade agregó que gracias a la sinergia de la institución argentina y la UAZ, se ha documentado que uno de los factores más relevantes que permiten una óptima descontaminación del suelo se refiere al tamaño del radio de los iones contaminantes, ya que cuanto mayor sea éste en los metales hay más eficiencia en el secuestro iónico por parte de las bacterias.

Otro de los avances que permitirán emplear las Lactobacillus bulgaricus de manera más eficaz, reside en la observación de que algunas colonias de bacterias son más efectivas que otras para secuestrar metales, por ello, tales resultados podrían fungir como base en el objetivo de criar colonias específicas de esas bacterias en el objetivo de lograr la biorremediación.