Haloarqueas y biotecnología: nuevos retos para salvar el mundo

Guillermo Martínez Martínez

El cambio climático ha acelerado de manera crítica la formación de los denominados ambientes extremos, ecosistemas que presentan una serie de características que convierten la vida en un fenómeno de supervivencia. La diversidad de organismos en estos ambientes es muy limitada, y los pocos organismos que consiguen sobrevivir deben adquirir complejas adaptaciones frente a estas adversidades ambientales.
Las denominadas haloarqueas son microorganismos halófilos que han conseguido adquirir multitud de adaptaciones frente a la alta concentración de sales (acumulación de solutos compatibles), alta radiación solar (producción de pigmentos) o falta de nutrientes (producción de bioplásticos). Estas adaptaciones dan lugar a la producción de ciertas biomoléculas que, además de garantizar su supervivencia, pueden ser aplicadas en multitud de campos como la industria biotecnológica, biomédica y farmacéutica. En esta presentación se realiza un viaje por las diferentes biomoléculas de interés, centrando la atención en la producción de pigmentos carotenoides y los denominados polihidroxialcanoatos.
La función principal de los pigmentos carotenoides es eliminar las especies reactivas de oxígeno que se generan debido a la alta radiación solar y que producen daños celulares severos. Las haloarqueas son capaces de producir un pigmento característico denominado bacteriorruberina, que presenta una mayor capacidad antioxidante por la presencia de mayor número de carbonos que el resto de los carotenoides. Esta gran capacidad antioxidante ha sido estudiada en la industria biomédica como tratamiento frente a diferentes enfermedades neurodegenerativas y como agentes antitumorales.
En situaciones de exceso de fuente de carbono en el medio, ciertas especies de haloarqueas son capaces de producir polihidroxialcanoatos como fuente de reserva ante la escasez de nutrientes en el medio. Estos biopolímeros son empleados como bioplásticos debido a su alta biodegrabilidad y biocompatibilidad. Además, la producción de bioplásticos en estos microorganismos conlleva una serie de ventajas que puede llegar a equipararse con los plásticos derivados del petróleo actuales. Los principales monómeros producidos son el polihidroxibutirato (PHB) y polihidroxivalerato (PHV), que combinándose pueden dar lugar a plásticos con diferentes grados de rigidez. Estos bioplásticos han demostrado tener una gran utilidad en la industrial alimenticia como envases para alimentos, así como material sanitario en la industria biomédica. Los esfuerzos actualmente están centrados en la mejora de la eficiencia de producción de estos bioplásticos y en su método de extracción, con el fin de evitar el uso de solventes orgánicos que causen daño al medio ambiente.
Por último, estas haloarqueas presentan la capacidad de tolerar y metabolizar multitud de compuestos tóxicos, en un proceso de biorremediación que permite obtener estas biomoléculas de interés. Se han empleado especies como Haloferax mediterranei para biorremediar diferentes compuestos químicos con el fin de eliminarlos del medio y generar pigmentos carotenoides y bioplásticos para contribuir a una economía circular. Por lo tanto, el uso de este tipo de haloarqueas suponen una gran revolución que puede contribuir en mejorar en cierta medida al medio ambiente.

Esta charla está preparada para todo tipo de público, desde primaria hasta adultos.

En esta charla los principales objetivos son:

1. Conocer los principales mecanismos moleculares de adaptación que presentan los microorganismos para sobrevivir en ambientes extremos como las lagunas saladas.
2. Conocer en profundidad los diferentes compuestos con gran importancia biotecnológica (bioplásticos, pigmentos, antibióticos, nanopartículas, etc) que son producidos por haloarqueas, unos de los principales microorganismos que habitan este tipo de ambientes.
3. Conocer las potenciales aplicaciones que presentan estos microorganismos, como la biorremediación de diferentes compuestos tóxicos.

Juvenil · General

Bioquímica y Biología Molecular

25 · CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO

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