La secuencia genética puede encontrar una posible solución natural para los derrames de petróleo . Después de dos décadas de la catástrofe de derrame de petróleo de Exxon Valdez en Prince William Sound (Alaska), continúan los esfuerzos para abrir  las áreas de perforación en la costa de los Estados Unidos y de Canadá.

Billones de dólares se han gastado en intentos para limpiar las costas, se realizaron  prolongados juicios e informes sobre daños ambientales pero no se logró reafirmar la confianza en la  industria para los futuros derrames. Descubrir los secretos de la evolución microbiana (hace millones de años atrás) puede ayudar a cambiar la percepción.

Por primera vez, un grupo de científicos ha descifrado el código genético entero de una cepa de bacteria que ocurre naturalmente y que come el petróleo, la misma es conocida como la Alcanivorax borkumensis SK2. El genoma del organismo que consume alcano fue partido en más de tres millones de pares de bases para crear el plano genético. Los resultados pueden acelerar los esfuerzos para producir soluciones para tratamientos biológicos de acción curativa viables para derrames de petróleo más importantes.

Las nuevas tecnologías de secuencias genéticas pueden rápidamente identificar nuevos organismos y separar sus propiedades están revolucionando nuestro conocimiento de las bacterias, el cual fue el único modelo de vida presente durante el 80% de la historia de la Tierra.

Anteriormente, solo podían ser estudiadas las bacterias una vez que hayan sido cultivadas en un laboratorio y la mayoría es difícil de cultivar. Recientes estudios de ADN demostraron que los océanos contienen de 10 a 100 veces más bacterias que lo que se creía antes, y  poseen 20.000 especies distintas  de bacterias en un litro de agua.

Las cepas de la bacteria metabolizadas por petróleo son conocidas hace más de un siglo. Se han realizado intentos para reducir los problemas de derrames de petróleo, como en el derrame de Valdez, pero hasta ahora se logró muy poco ya que hay un conocimiento limitado de la composición genética.

La secuencia del genoma provee un conocimiento invalorable y esencial para diseñar, desarrollar, probar y optimizar estrategias racionales para atenuar el daño ecológico causado por los derrames de petróleo en el mar.

Identificada en pequeñas cantidades en todos los océanos del mundo la Alcanivorax borkumensis rápidamente domina la comunidad microbiana, formando el 90% del total de la población microbiana cuando se encuentra en presencia de petróleo.

Hasta ahora los científicos no sabían realmente que nutrientes específicos requería la bacteria. La diferencia ahora, es que al saber el genoma se sabe qué tipo de condiciones son las mejores para el crecimiento de la bacteria. Esta información tendrá un fuerte impacto para futuras investigaciones en el campo y permitirá mejorar y dirigir los estudios. Se espera que en un futuro, no muy lejano, estas pruebas sean trasladadas a una realidad, para aplicaciones prácticas y  para nuevos y mejores procesos de remoción del petróleo en aguas costeras.

La investigación muestra los mecanismos  del gen  de la bacteria 2.755 que utiliza para metabolizar los hidrocarburos y cómo compite con otras bacterias para acceder al petróleo y a otros nutrientes esenciales. Se puede identificar una plétora de genes que especifica una gran batería de enzimas oxidantes, transportadores moleculares, sistemas de producción de biosurfactante y de biofilm, etc, todos estos son esenciales para que la bacteria degrade el petróleo, se desarrolle en sistemas de petróleo contaminado y para ganar la competencia con otros microorganismos.

En poco tiempo la forma en que la A. borkumensis lo hace, es atacando y formando delgados biofilms en la interfase agua-petróleo con la ayuda de polisacáridos (complejos carbohidratos) que ellas producen, luego ellas excretan moléculas biosurfactantes que emulsionan las gotas de petróleo, que hacen que los hidrocarburos sean más bio-disponibles.

Ya que el petróleo es apenas soluble en agua, la bacteria necesita acceder a los compuestos para poder utilizarlos. Luego ellas utilizan una batería de enzimas alcano-oxidante para separar los hidrocarburos en el agua, CO 2 y la biomasa.

Una de las características más importantes de la A. borkumensis es no solo que ésta tiene varios conjuntos de enzimas, mientras que otras bacterias poseen solo una cierta cantidad, sino la capacidad excepcional para transportar nutrientes esenciales y minerales de las aguas que la rodean en las células. Esto es vital, ya que la principal limitación en la degradación de petróleo no es por la poca capacidad para oxidar hidrocarburos, sino por la escasez de nutrientes tales como el nitrógeno y el fósforo.

La riqueza de la A. borkumensis de arrastre subyace en su éxito ecológico y en su potencial para el tratamiento  biológico de acción curativa.

Una limitación que se debe tener en cuenta es que la A. burkumensis posee una restringida dieta. En un derrame de petróleo, esta bacteria puede llegar a ser la más glotona, pero aún así rechaza ciertas fracciones del petróleo, ya que no está preparada para biodegradar las fracciones aromáticas y las fracciones más pesadas del petróleo, por lo tanto se las deja a otras bacterias que deben ser consideradas también en cualquier tratamiento biológico de acción curativa. Cada cepa de bacteria posee su nicho: algunos degradarán las fracciones aromáticas, otros degradarán los octanos, y otros las fracciones más pesadas. Lo ideal, sería que se tenga una comunidad compleja, un “consorcio” de diferentes bacterias trabajando unas con otras y que pueden separarse unas de otras. En la naturaleza la mayoría de los procesos ocurre de esa manera.

Se están realizando pruebas piloto en el Mar del Norte en la isla de Helgoland sobre la A. borkumensis y otras comunidades microbianas las cuales están alcanzando muy buenos resultados. Los investigadores también están descifrando otras bacterias, como la Oleispira Antarctica,  la cual posee un rol importante en la degradación del petróleo en ambientes fríos.

No se intenta modificar genéticamente la secuencia genética de ninguna bacteria, ya que las mismas tienden a morir rápidamente en condiciones naturales. Aunque la secuencia genética es una “mina de oro” para los científicos  y dio lugar a numerosas llamadas de otras compañías e institutos de investigación, la misma no ofrece una “solución mágica” para los derrames de petróleo más importantes como el que ocurrió en la costa del Líbano después de que los aviones de guerra de Israel bombardearon los tanques de almacenamiento de petróleo en Beirut en julio, derramando 110.000 barriles de petróleo en el Mar del Mediterráneo.

Ahora los científicos se peguntan si pueden ir por ejemplo a la costa del Líbano y limpiarla pero no pueden, por ahora no. Pero en un futuro no muy lejano se podrá.
 

EPÍGRAFES

1) La secuencia del genoma de la bacteria que “ama” el petróleo puede ayudar a encontrar una alternativa natural para hallar nuevas soluciones para limpiar los derrames de petróleo.

2) La bacteria (que degrada el petróleo) Alcanivorax borkumensis utiliza a los hidrocarburos como única fuente de carbono y energía

Traduccido: Staff  Petrolnews

Fuente: New Technology Magazine

4571 lecturas | Ver más notas de la sección Novedad Técnica