Bizionia argentinensis es una bacteria que logra vivir de manera permanente a una temperatura cercana al punto de congelación del agua. Investigadores argentinos estudian cuáles son los mecanismos que le permiten sobrevivir en condiciones extremas con el fin de lograr aplicaciones de interés comercial. Las aplicaciones serían numerosas en diferentes industrias. Además, permitirían el ahorro de energía.
(05/08/11 – Agencia CyTA – Instituto Leloir)-. El grupo de investigación que lidera el doctor Daniel Cicero en el Instituto Leloir, en conjunto con la empresa de biotecnología Biosidus, con la Dirección Nacional del Antártico, y con la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA estudian las funciones de las proteínas y las enzimas de la bacteria Bizionia argentinensis, la que fue hallada por investigadores de Biosidus y del Instituto Antártico Argentino frente a la base Jubany en la Antártida Argentina.
La bacteria fue aislada por el doctor Walter Mac Cormack, del Instituto Antártico Argentino, de una muestra de agua marina superficial tomada en la parte interna de la Caleta Potter, en la Isla 25 de Mayo en el Archipiélago Shetland del Sur.
La descripción de ese novedoso microorganismo fue publicada en 2008 en la revista científica International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology y la secuenciación de su genoma –realizada bajo el marco del denominado “Proyecto Genoma Blanco” – se depositó simbólicamente en las manos de la presidenta argentina Cristina Fernández de Kirchner.
¿Pero qué es lo que hace especial el estudio de esta bacteria? “Es como un cofre lleno de tesoros. Vive permanentemente a una temperatura cercana al punto de congelación del agua. En su ambiente natural se la encuentra a temperaturas que oscilan entre -1,0°C y 2,5°C. Nuestro objetivo es descubrir proteínas que puedan tener interés biotecnológico en diversas aplicaciones, como en detergentes, tratamiento de leches y procesos textiles, entre muchas otras posibilidades”, señaló Cicero. Y agregó: “Si se identifican proteínas de este tipo, que puedan trabajar a bajas temperaturas porque son sintetizadas por un organismo que vive a bajas temperaturas, se obtendrían muchas ventajas dado que el desarrollo de procesos industriales a bajas temperaturas permitiría ahorrar grandes cantidades de energía, entre muchos otros beneficios.”
Por otra parte, el investigador de la FIL indica que otra ventaja que tienen las enzimas de organismos que sobreviven en ambientes de frío extremo es que se inactivan en forma rápida. “Basta con elevar un poco la temperatura y dejan de actuar. Esto es muy interesante dado que si se usan varias enzimas en un proceso industrial en diferentes etapas, se puede inactivar rápidamente éste tipo de enzimas para poner otras en marcha”, destacó Cicero.
Microorganismos que ahorran energía
El estudio científico de microorganismos que sobreviven en condiciones extremas ha generado un mercado que mueve fortunas. De acuerdo con Cicero, “el interés por esas moléculas es tal que su venta genera un mercado de 2.800 millones de euros y se calcula que experimentará un incremento anual de un 7 por ciento”.
“Por presentar características inusuales, las enzimas (moléculas que regulan reacciones químicas) de organismos que viven tanto a muy elevadas temperaturas, propias de los géiseres o regiones volcánicas, como a muy bajas (en la Antártida, el Ártico o los fondos marinos) tienen en la actualidad muchos usos en la industria. Las enzimas de peces y bacterias que resisten muy bajas temperaturas se están utilizando en la fabricación de detergentes, en la industria de la alimentación y en la industria textil, entre muchos otros ejemplos”, señaló a la Agencia CyTA el doctor Daniel Cicero, director de la Unidad de Resonancia Magnética Nuclear Bioestructural de la Fundación Instituto Leloir e investigador del CONICET. Y agregó: “Una variedad de enzimas de estos organismos tiene su máxima actividad a bajas temperaturas. Por este motivo un buen número de detergentes tiene enzimas como aditivos, lo que permite el lavado eficiente de ropa a temperatura ambiente. Eso hace posible ahorrar mucha energía. Por otra parte, esas enzimas pueden tener otras aplicaciones.”
Los secretos de Bizionia argentinensis
Para conocer las funciones de las proteínas y las enzimas de la bacteria identificada en aguas del sector antártico argentino, Cicero y su equipo las estudian con tecnología de avanzada. “A fines del año pasado se inauguró en el Instituto Leloir la más avanzada Unidad de Resonancia Magnética Nuclear Bioestructural del país. Este equipo permite no sólo visualizar la estructural tridimensional de las proteínas y de las enzimas sino que también es posible analizarlas mientras ejercen su función”, explicó Cicero quien está a cargo de esa tecnología que fue adquirida con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, la Fundación Bunge y Born y el Instituto Leloir.
Además del estudio de las enzimas de la bacteria de la Antártida, la Unidad de Resonancia Magnética Nuclear Bioestructural cumple diferentes aplicaciones, entre ellas, una mejor comprensión de las bases moleculares de diferentes enfermedades y el diseño de fármacos.
“En el caso de la bacteria Bizionia argentinensis, extraemos proteínas y enzimas y seleccionamos algunas de las que poco se conoce para estudiarlas. Ya en el equipo de Resonancia Magnética Nuclear son sometidas a un fuerte campo magnético que produce una especie de imán. Ese campo permite que las ondas de radiofrecuencia que descargamos sobre las enzimas (ondas parecidas a las que emiten las radiodifusoras) reboten y sean captadas por un detector. Así es posible visualizar la estructura de las enzimas a través de la interpretación de la información obtenida mediante el empleo de programas de software y modelos de análisis, entre otras herramientas”, explicó Cicero. Y agregó: “Cerca de un tercio de las proteínas y enzimas de esa bacteria son desconocidas ya que se trata de un organismo recién descubierto. A partir del momento en que podamos comprender las funciones de las proteínas y enzimas seleccionadas estaremos en condiciones de identificar cuáles son las enzimas de interés desde el punto de vista biotecnológico”.
El doctor Mac Cormack opina que: “El descubrimiento de esas biomoléculas puede ser de gran impacto para la comprensión general de los mecanismos que permiten a los sistemas biológicos adaptarse a las condiciones de vida en ambientes extremos. También pueden ser empleadas en posibles aplicaciones biotecnológicas que se beneficien con el uso de enzimas con actividad a bajas temperaturas”, concluyó el especialista, que en la actualidad dirige el Departamento de Microbiología Ambiental y Ecofisiología del Instituto Antártico Argentino.
El doctor Walter Mac Cormack (der.) y dos colaboradores se preparan para salir en un bote neumático a muestrear el área de Caleta Potter de donde se aisló la bacteria Bizionia argentinensis. Al fondo el glaciar Fourcade.
Créditos: Doctor Walter Mac Cormack, Instituto Antártico Argentino.
Micrografía electrónicas de células de la bacteria de la Antártida Bizionia argentinensis.
Créditos: Doctor Walter Mac Cormack, Instituto Antártico Argentino.
Vista de la Península Potter donde se observa la Base Jubany y el Cerro Tres Hermanos. En aguas superficiales de la caleta se obtuvo la muestra de donde se aisló la bacteria Bizionia argentinensis.
Créditos: Lic. Romina Días, CONICET.