INVEST/2023/173

La indústria de l'adobat enfronta greus problemes mediambientals a causa de les aigües residuals contaminades amb metalls pesants, sulfurs i substàncies tòxiques. Aquests efluents amenacen els ecosistemes, afectant aigües subterrànies, rius i sòls agrícoles, així com la salut humana. Per a mitigar la contaminació, es necessiten tecnologies avançades i alternatives químiques respectuoses amb el medi ambient, però això presenta desafiaments, especialment en països de baixos ingressos. La presència de crom hexavalent (Cr6+), carcinogen, és una preocupació, i la bioremediació mitjançant bacteris es proposa com una solució. El projecte es basa en mostres d'una adoberia tunisiana, on es van aïllar ceps bacterians amb una certa capacitat de bioremedició, no obstant això, les mostres contenen una gran proporció de bacteris no cultivables. L'enfocament principal és entendre les rutes metabòliques en microbis no cultivables per a dissenyar estratègies efectives de bioremediació i estudiar interaccions microbianes en aquest entorn. Un altre objectiu és estudiar interaccions entre microbis en aquest ecosistema únic mitjançant genòmica de cèl·lules individuals, que poden servir per a augmentar la capacitat de bioremediació.

Acrònim

INVEST/2023/173

Descripció

Títol: Microbis prèviament desconeguts capaços d'adaptar-se a la contaminació per crom hexavalent

Grup d'investigació: Genòmica de les Cél·lules Individuals Microbianes

La indústria de l'adobat enfronta problemes mediambientals significatius a causa de l'ús de productes químics que generen aigües residuals contaminades amb metalls pesants, sulfurs i substàncies tòxiques. Aquests efluents, que solen excedir els límits permesos, amenacen els ecosistemes en contaminar aigües subterrànies, rius i sòls agrícoles, afectant la cadena alimentària i la salut humana. Per a mitigar la contaminació, es requereixen tecnologies avançades de tractament d'aigües i alternatives químiques respectuoses amb el medi ambient, però això planteja desafiaments, especialment en països de baixos ingressos. La presència de crom hexavalent (Cr6+), conegut per la seua carcinogenicitat, és una preocupació destacada, ja que es forma durant el procés d'adobat i persisteix en els efluents malgrat els esforços de tractament.

Una de les possibilitats per a reduir el Cr6+ en l'ambient circumdant a les adoberies és la bioremediación mitjançant bacteris. S'han descobert una varietat de ceps bacterians pertanyents a dotzenes de gèneres cultivables amb la capacitat de reduir Cr6+. No obstant això, aquests ecosistemes extrems contenen un gran nombre de bacteris que no es poden aïllar en el laboratori. Els avanços recents en les tecnologies de seqüenciació, com la metagenòmica i la genòmica de cèl·lula única, han permés el descobriment de noves espècies bacterianes i el seu potencial metabòlic sense necessitat de recórrer al cultiu. No obstant això, els ecosistemes extrems creats per les activitats industrials no s'estudien àmpliament, potser a causa de la complexitat del problema bioinformàtic que requereix de bioinformàtics altament capacitats en l'equip d'investigació. Només hi ha uns pocs genomes acoblats dels metagenomes dels efluents d'adoberia publicats fins a la data.

Aquesta proposta de projecte està inspirada en mostres d'una adoberia tunisiana, que van ser portades al nostre laboratori per una estudiant de doctorat visitant de la Universitat de Gafsa, Tunísia. L'estudiant va aïllar 9 ceps d'aquesta adoberia i va provar la seua capacitat per a reduir el crom. En el nostre laboratori seqüenciem aquests ceps i revelem que representen 7 nous ceps de Enterococcus i 2 nous soques de Bacillus. No obstant això, aquests microbis cultivats formen només una porció minúscula de tota la comunitat microbiana en els efluents d'aquesta adoberia.

El nostre objectiu principal és veure que rutes metabòliques s'activen en aquests microbis no cultivables en altes concentracions de metalls pesants per a després dissenyar noves estratègies de bioremediació. Un altre objectiu és estudiar interaccions entre microbis en aquest ecosistema únic mitjançant genòmica de cèl·lules individuals, que poden servir per a augmentar la capacitat de bioremediació.