6 de octubre de 2016

BACTERIAS ANAERÓBICAS

Por DR. ROBERTO ORELLANA
Investigador Post-Doctoral Centro de Biotecnología “Dr. Daniel Alkalay Lowitt” (CB-DAL)
Universidad Técnica Federico Santa María 

Investigación contempla identificar las posibles relaciones entre virus (fagos) en bacterias anaeróbicas para aumentar la comprensión de las consecuencias de este proceso en los ecosistemas.

Proponer un trabajo de investigación ascendente para aislar e identificar nuevos bacteriófagos con el objetivo de caracterizar su efecto global en bacterias sulfato reductoras, son las principales características del proyecto que actualmente desarrolla un equipo del Centro de Biotecnología “Dr. Daniel Alkalay Lowitt” (CB-DAL) de la Universidad Técnico Federico Santa María.

Los bacteriófagos o fagos, son virus  capaces de infectar bacterias y se pueden clasificar en dos grandes categorías. Por un lado están los Virus Líticos, que infectan bacterias y las reprograman con el objetivo de generar más partículas virales las cuales son diseminadas posterior a la lisis celular. Los Virus Temperados, por otro lado, son capaces de incorporar su material genético en un huésped (bacteria) haciendo que este último se haga cargo de su replicación.

El cambio de fase desde Temperado a Viral se desarrolla a partir de cambios medioambientales o fisiológicos que afectan la estabilidad de la relación bacteria-fago. Este proceso, influye de gran manera en los efectos que tienen los virus en las comunidades microbianas, llegando a tener una orden de magnitud mayor que las células ejerciendo una importante influencia en el mundo microbiano y el medio ambiente.

Estos fagos, se alojan en las bacterias sulfato reductoras (SRB) las que se catalogan como anaeróbicas ya que su función biológica se realiza sin presencia de oxígeno. Estas bacterias, son un grupo filogenéticamente y fisiológicamente diverso de microorganismos que utilizan sulfato como aceptor de electrones, lo que resulta en la producción de sulfuro como producto final. Además, estas SRB representan uno de los procesos metabólicos más antiguos en el planeta.

Las SRB se pueden dividir en dos grandes grupos fisiológicos; están los que de forma incompleta degradan compuestos orgánicos a acetato y los que se degradan completamente de compuestos orgánicos a CO2. La oxidación completa de acetato es un rasgo metabólico eco-fisiológicamente clave debido al hecho de que este ácido orgánico es el compuesto intermediario más importante en sedimentos anóxicos.

Aunque las bacterias SRB –que pueden encontrarse en niveles sub-superficiales del suelo, en el océano y en espacios con alta presencia de sulfatos- juegan un papel crítico en los ciclos globales de carbono y de azufre, su relevancia se ha centrado principalmente en procesos tales como la corrosión microbiana de metal, la biorremediación y la digestión anaeróbica.

Conforme a ello, este proyecto, propone un enfoque ascendente con el objetivo de investigar la inducción de nuevos bacteriófagos en bacterias SRB, caracterizarlos y analizar su efecto global sobre una comunidad sulfato reductora de gran actividad. De esta manera, se busca entender el rol que juegan los virus en este grupo de bacterias y, eventualmente, tratar de utilizar estos virus como una herramienta biotecnológica.

Fases de Investigación

Frente a esto último, el proyecto se desarrolla en tres fases de investigación: la primera, busca hacer un catastro de los profagos nuevos existente en los genomas de la bacteria SRB y analizar si hay o no características en común con otras especies. La segunda fase, en tanto, busca inducir nuevos fagos en bacterias SRB para caracterizarlos a nivel fisiológico y molecular. La tercera etapa, finalmente, pretende llevar a cabo un experimento de prueba de concepto, que busca medir el efecto de la adición de bacteriófagos en comunidades microbianas complejas bajo condiciones de laboratorio controlado.

Actualmente, el equipo de trabajo del Dr. Orellana está pasando a la fase de caracterización de estos fagos, induciéndolos en cultivos de bacterias sulfato reductoras. Adicionalmente, se están usando diversas estrategias bioinformáticas con el objetivo de determinar cuáles son las especies de SRB que se perfilan como los mejores candidatos a huéspedes de fagos, a través de un rastreo de sus secuencias genómicas.

Este proyecto –actualmente financiado por CONICYT a través del Programa PAI/ Concurso Nacional de Apoyo al Retorno de Investigadores desde el Extranjero- contempla su desarrollo para dos años de trabajo.

Cabe destacar, que también participan de esta investigación, el académico del Departamento de Química, Dr. Michael Seeger; la académica del Departamento de Física, Dra. Carolina Parra, y el estudiante tesista, Ricardo Valencia. Además, colabora internacionalmente un equipo de profesionales de la Universidad de Indiana (EEUU) mediante el uso de un cluster computacional de alto rendimiento.

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Un comentario

Diego Taha Cortez

Viernes 21 de octubre 2016 9:42 pm Responder »

Una investigación muy interesante. Saludos

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