Impresionantes bacterias: respiran metales, producen electricidad y descontaminan
Es fuente de energía natural y biorremedia sitios contaminados con petróleo y varios metales
A partir de una bacteria que habita en sedimentos acuáticos, llamada Geobacter sulfurreducens, científicos de la Universidad Nacional obtienen electricidad y logran biorremediar sitios muy contaminados con petróleo, cromo, vanadio y hasta uranio.
En el Instituto de Biotecnología (IBt) ubicado en el campus Morelos, Katy Juárez López trabaja desde hace 13 años con estos microorganismos que se alimentan de compuestos orgánicos y respiran metales. Al llevar a cabo este proceso, liberan electrones, producen electricidad y son capaces de limpiar sitios contaminados al reducir los metales.
“Estas bacterias electroactivas tienen la cualidad de transferir electrones y generar electricidad. Normalmente se encuentran en sedimentos acuáticos de ríos y mares, pueden respirar metales y es posible usarlos para producir energía. Los microorganismos consumen la materia orgánica, la transforman, y los electrones resultado de la degradación de esa materia se pueden pasar a los metales, incluso algunos como el uranio, para hacerlo menos tóxico”, explicó Juárez.
La biotecnóloga señaló que los electrones también se pueden transferir a un electrodo y así cosechar y originar electricidad. “La bacteria tiene un doble papel. Se posibilita emplearla para remediar ambientes contaminados con metales pesados y muy tóxicos, y además para generar bioelectricidad”.
En el mundo se usan en el fondo del suelo marino, donde es muy difícil cambiar baterías, en tecnologías que se llaman baterías de combustible microbiano. En el electrodo, las bacterias forman una biopelícula y capacidad para estar pasando electrones constantemente, mientras tengan materia orgánica.
Además, Geobacter sulfurreducens crea unos nanocables de proteínas, estructuras muy pequeñas, que con otras proteínas pueden servir como un cable eléctrico y llegar muy lejos transfiriendo esos electrones.
“Este año se descubrió que si esos nanocables se dan a mayor escala pueden formar biopelículas de proteína, las cuales pueden pasar electrones a través de la humedad del aire, así que podrían a distancia encender una luz LED.”
En su Laboratorio de Microbiología Ambiental del IBt, Juárez y su grupo indagan los dos beneficios referidos. “Estudiamos la producción de estos nanocables en biopelículas y toda la regulación de la expresión genética, y la manipulamos para que estas biopelículas sean más conductivas”, dijo.
Mientras examinan a nivel básico el enjambre genético que les permita hacer a estas bacterias más eficientes, los universitarios las utilizan en sitios pilotos de biorremediación como el río Coatzacoalcos, en Veracruz; en jales mineros de Taxco, Guerrero, y en zonas contaminadas de Guanajuato.
En busca de más microorganismos con estas características, los especialistas del IBt hacen su genómica y transcriptómica para saber qué es lo que está ocasionando que se efectúe esa degradación de metales. “Tenemos siempre la vertiente de aplicación que ya se está ejecutando, y la vertiente más básica para entender a detalle los procesos de la bacteria y cómo se están realizando”, remató.
