Dij12092021

Darrera actualitzacióDij, 02 Des 2021 2pm

Back Estàs aquí:Inicio Medi Ambient Històries d'èxit Millores en l'estudi de la toxicitat dels metalls en microorganismes marins i microalgues que segresten plom

Millores en l'estudi de la toxicitat dels metalls en microorganismes marins i microalgues que segresten plom

Investigadores del CSIC han participat en un treball en el qual s'ha caracteritzat una nova microalga anomenada DE2009, que presenta una major capacitat de segrestar el plom que altres microorganismes estudiats fins ara, i que obre noves vies a la bioremediació. L'objectiu del treball era desenvolupar un mètode per determinar l'efecte tòxic dels metalls pesants és més ràpid i precís.

 

Tall ultrafí de la microalga DE2009 mostrant les acumulacions de plom (inclusions electron-denses) indicades per les fletxes. Foto: UAB.Investigadors del Grup d'Ecologia Microbiana de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i de l'Institut de Recursos Naturals del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), han validat l'eficàcia de tècniques microscòpiques d'elevada resolució per determinar l'efecte tòxic dels metalls pesants, a diferents concentracions, en microorganismes fotosintètics que habiten en tapissos microbians del delta de l'Ebre.

En la seva investigació han caracteritzat una nova microalga aïllada d'aquest ecosistema, anomenada DE2009, que presenta una major capacitat de segrestar el plom que altres microorganismes estudiats fins ara. La recerca realitzada amb la microalga DE2009 ha permès disposar d'una metodologia més adequada i de noves dades per treballar en un futur immediat en la selecció de bioindicadors per valorar la qualitat d'aquests ecosistemes marins respecte als metalls pesants, i avaluar la seva potencial capacitat bioremediadora.

Elevada tolerància al plom

Les microalgues són microorganismes fotosintètics que necessiten la llum com a font d'energia i, juntament amb els cianobacteris, són importants fixadors de CO2. En els tapets microbians (sediments estratificats de pocs mil·límetres de gruix) estan sotmesos no només a condicions molt limitants per a la vida, sinó també a efectes dels contaminants, entre ells els metalls pesants. Encara que es coneix la capacitat d'alguns d'aquests microorganismes per segrestar metalls, s'ha estudiat molt poc l'efecte tòxic que aquests elements poden tenir sobre els microorganismes in vivo i en l'àmbit cel·lular, i aquest és un aspecte que els experts consideren clau per predir l'impacte dels metalls en els ecosistemes naturals. En general, els treballs publicats es centren en la capacitat dels microorganismes per segrestar els metalls i les tècniques emprades impliquen protocols llargs i una excessiva manipulació de les mostres.

Així doncs, un dels resultats rellevants obtinguts en aquest treball ha estat la caracterització de la microalga DE2009 i de la seva elevada tolerància in vivo al plom. La identificació per tècniques de biologia molecular l'ha fet l'equip del CSIC format per les investigadores Carmen Ascaso i Asunción de los Ríos i amb l'ajuda tècnica de M ª José Malo, totes elles del Grup d'Ecologia Microbiana i Geomicrobiología del substrat lític, de l'Institut de Recursos Naturals del CSIC.

No es coneixia fins ara cap alga amb aquesta elevada capacitat de segrestar el plom

La microalga havia estat prèviament aïllada per l'equip que ha dirigit aquest treball, els professors Isabel Esteve i Antoni Solé del Departament de Genètica i Microbiologia de la Universitat Autònoma de Barcelona, que han utilitzat tècniques microscòpiques d'elevada resolució per determinar l'efecte tòxic del plom a diferents concentracions amb la microalga.

Mètode ràpid per determinar la toxicitat dels metalls pesants

Asunción de los Ríos, investigadora del CSIC explica que "no es coneixia fins ara cap alga amb aquesta elevada capacitat de segrestar el plom". El microorganisme va ser aïllat pels investigadors de la UAB quan van veure el seu extraordinari comportament d'acumulació de plom (el seu creixement no s'altera amb concentracions del metall que inhibeixen el desenvolupament d'altres microorganismes fotosintètics), però desconeixien la seva afiliació taxonòmica. L'equip del CSIC ha treballat en la seva identificació, mitjançant seqüenciació del gen que codifica per la subunitat petita del RNA ribosòmic i la seva comparació amb les seqüències d'altres microorganismes dipositades en el GenBank, el que els ha permès identificar el gènere amb què està microalga està genèticament més relacionada.

Ara, afegeix Asunción de los Ríos, "continuem col·laborant amb el grup de la Universitat Autònoma de Barcelona en la identificació per tècniques de biologia molecular d'aquesta microalga". Les investigadores estan analitzant en l'actualitat altres marcadors moleculars més informatius i, afegeix la investigadora, "tenim intenció de comparar les seves seqüències amb altres existents en el GenBank però, per poder arribar a una identificació més precisa, també obtindrem i analitzarem les seqüències de microorganismes cultivats amb característiques morfològiques i ultraestructurals similars a la microalga analitzada, però dels quals no hi ha informació en el GenBank ".

Per la seva banda, el mètode per determinar l'efecte tòxic dels metalls pesants validat en aquest treball pels investigadors de la UAB és més ràpid i precís que els empleats fins ara. Es basa en la microscòpia làser confocal (CLSM), acoblada a un detector espectrofluoromètric, que permet detectar alteracions en els pigments fotosintètics, segons la concentració de metall utilitzada. Al mateix temps, s'han analitzat les mostres per CLSM combinat amb un sotfware d'anàlisi d'imatges per a determinar canvis en la biomassa dels microorganismes degudes a efectes del plom. Amb experiments complementaris i mitjançant la utilització dels microscopis electrònics de rastreig i de transmissió i l'anàlisi d'energia dispersiva de raigs X, han comprovat també la capacitat de la microalga per capturar el plom, tant a nivell extern (les capes de exopolisacàrids) com intern (en les inclusions de polifosfat).

Article de referència:
Sequestration and in vivo effect of lead on DE2009 microalga, using high-resolution microscopic techniques. Juan Maldonado, Asunción de los Rios, Isabel Esteve, Carmen Ascaso, Zully Margoth Puyen, Cecilia Brambilla and Antonio Solé. Journal of Hazardous Materials: 183 (2010) 44–50