INVEST/2023/173

Título: Microbios previamente desconocidos capaces de adaptarse a la contaminación por cromo hexavalente

Grupo de investigación: Genómica de las Células Individuales Microbianas

La industria del curtido enfrenta problemas medioambientales significativos debido al uso de productos químicos que generan aguas residuales contaminadas con metales pesados, sulfuros y sustancias tóxicas. Estos efluentes, que suelen exceder los límites permitidos, amenazan los ecosistemas al contaminar aguas subterráneas, ríos y suelos agrícolas, afectando la cadena alimentaria y la salud humana. Para mitigar la contaminación, se requieren tecnologías avanzadas de tratamiento de aguas y alternativas químicas respetuosas con el medio ambiente, pero esto plantea desafíos, especialmente en países de bajos ingresos. La presencia de cromo hexavalente (Cr6+), conocido por su carcinogenicidad, es una preocupación destacada, ya que se forma durante el proceso de curtido y persiste en los efluentes a pesar de los esfuerzos de tratamiento.

Una de las posibilidades para reducir el Cr6+ en el ambiente circundante a las curtidurías es la biorremediación mediante bacterias. Se han descubierto una variedad de cepas bacterianas pertenecientes a docenas de géneros cultivables con la capacidad de reducir Cr6+. Sin emebrago, estos ecosistemas extremos contienen un gran número de bacterias que no se pueden aislar en el laboratorio. Los avances recientes en las tecnologías de secuenciación, como la metagenómica y la genómica de célula única, han permitido el descubrimiento de nuevas especies bacterianas y su potencial metabólico sin necesidad de recurrir al cultivo. No obstante, los ecosistemas extremos creados por las actividades industriales no se estudian ampliamente, quizás debido a la complejidad del problema bioinformático que requiere de bioinformáticos altamente capacitados en el equipo de investigación. Solo hay unos pocos genomas ensablados de los metagenomas de los efluentes de curtiduría publicados hasta la fecha.

Esta propuesta de proyecto está inspirada en muestras de una curtiduría tunecina, que fueron traídas a nuestro laboratorio por una estudiante de doctorado visitante de la Universidad de Gafsa, Túnez. La estudiante aisló 9 cepas de esta curtiduría y probó su capacidad para reducir el cromo. En nuestro laboratorio secuenciamos estas cepas y revelamos que representan 7 nuevas cepas de Enterococcus y 2 nuevas cepas de Bacillus. No obstante, estos microbios cultivados forman sólo una porción minúscula de toda la comunidad microbiana en los efluentes de esta curtiduría.

Nuestro objetivo principal es ver que rutas metabólicas se activan en estos microbios no cultivables en altas concentraciones de metales pesados para luego diseñar nuevas estrategias de biorremediación. Otro objetivo es estudiar interacciones entre microbios en este ecosistema único mediante genómica de células individuales, que pueden servir para aumentar la capacidad de biorremediación.

biología de sistemas, MAG, genómica unicelular, metagenómica, efluentes de curtiduría, microbioma de aguas residuales

Generalitat Valenciana

Universitat de València