Una bacteria que fabrica plástico para resistir el frío
La bautizaron Pseudomonas extremaustralis, y produce un polímero biodegradable en un 80% de su peso seco. El hallazgo fue realizado por un grupo del Departamento Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de Buenos Aires, y fue publicado en la revista Current Microbiology.
Fue hallada en la Antártida, en una laguna que se mantiene congelada la mayor parte del año. Fue bautizada como Pseudomonas extremaustralis y, si bien su crecimiento óptimo se produce a los 28 grados centígrados, se las arregla muy bien por debajo de cero grado. Es una bacteria imbatible: resiste el frío y la radiación ultravioleta así como la escasez de nutrientes, y para enfrentar esas duras condiciones ambientales produce una sustancia de reserva que resulta de sumo interés: el polihidroxibutirato (PHB), es decir un polímero con el cual se puede fabricar plástico biodegradable.
“Buscábamos en estos ambientes extremos porque pensábamos que allí habría organismos que produjeran polímeros con propiedades interesantes”, señala la doctora Nancy López, investigadora en el Departamento de Química Biológica de la FCEyN, que publicó el hallazgo de la nueva especie bacteriana en Current Microbiology. Cabe aclarar que esta bacteria no es patógena para el hombre, a diferencia de su pariente, la Pseudomonas aeruginosa, un bacilo oportunista que infecta, sobre todo, el tracto pulmonar en seres humanos y causa neumonías.
López relata: “Para nuestra sorpresa, encontramos que la P. extremaustralis producía una alta cantidad del polímero, más del 80 por ciento del peso seco, que es muy alta en una especie de pseudomonas que normalmente produce 40 por ciento, y además un tipo de polímero que no es habitual en este microorganismo”. El producto en cuestión es una sustancia de reserva que las bacterias fabrican, y la utilizan cuando la necesitan, porque las ayuda a sobrellevar el estrés ambiental.
Un objetivo de los investigadores era identificar los genes responsables de la producción del polímero. Finalmente, pudieron determinar que la bacteria presenta un mosaico de genes que provienen de distinto origen, y que probablemente los haya adquirido por transferencia de otros microorganismos. “Pensamos que esos genes se mantuvieron en esta cepa porque constituían una ventaja en ese ambiente tan adverso”, comenta.
Lo cierto es que esta bacteria parece indestructible. “Cuando la trajimos a Buenos Aires, y todavía no la habíamos identificado con precisión, pensamos que formaría esporas, y la calentamos a 80 grados para extraer las esporas. La sorpresa fue que aguantó esa alta temperatura”, comenta López, en cuyo equipo se desempeñan los licenciados Nicolás Ayub, Paula Tribelli, Mariela Catone y Carla Di Martino, así como la doctora Laura Raiger Iustman.
Prueba de resistencia
La “poderosa” bacteria fue sometida a pruebas de resistencia al frío y al congelamiento, y los investigadores observaron que si mutaban el gen responsable de la producción del polímero, la bacteria no era capaz de crecer en el frío porque no soportaba el estrés oxidativo, es decir, no podía hacer frente al aumento de moléculas de oxígeno reactivo que se producen por los cambios metabólicos debidos a las duras condiciones del entorno.
Ante una situación de estrés por el frío, los cambios en el metabolismo de la célula bacteriana dan lugar a moléculas reactivas de oxígeno (superóxidos y peróxidos, como el agua oxigenada) que dañan las macromoléculas, como el ADN. La bacteria con el gen mutado no logró defenderse ante esa agresión, porque no alcanzaba a fabricar las enzimas necesarias para la detoxificación. “Observamos que ante condiciones de frío extremo, la bacteria degrada sus reservas del polímero, y los materiales de esa degradación le sirven para contrarrestar el estrés oxidativo causado por el frío”, afirma López, que publicó este resultado en la revista Extremophiles, que está abocada a los estudios en microorganismos que son capaces de sobrevivir en condiciones extremas, y que por ello se denominan extremófilos.
Ahora bien, la propuesta no es que la Pseudomonas extremaustralis se ponga a fabricar plástico. La idea, en cambio, es tomar los genes responsables de esa producción e insertarlos en otra bacteria, la Escherichia coli, que es más fácil de cultivar. Los investigadores también quieren utilizar la alta capacidad de supervivencia y resistencia a estrés de la bacteria para otras aplicaciones biotecnológicas como la biorremediación.
