Investigadores de INTA descubren bacteria que podría utilizarse para elaborar bioetanol celulósico

dentificada como Paenibacillus xylanivorans, la nueva especie de bacteria descubierta por investigadores argentinos tiene la capacidad para descomponer xilano y celulosa, dos componentes de la pared celular vegetal que podrían usarse en la producción de bioetanol.

Eleonora Campos, bióloga en el Instituto de Biotecnología del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CNIA) del INTA, se dedica desde el 2009 a estudiar la biología molecular de bacterias celulolíticas para la generación de biocombustibles. “Nos dedicamos a estudiar las bases moleculares de los mecanismos que han desarrollado las bacterias del suelo para degradar las estructuras que poseen las plantas y utilizar los azúcares contenidos en las mismas”, señaló.

Como parte de este trabajo, en 2014 Campos y Silvina Ghio –investigadora del INTA– lograron aislar una nueva especie de bacteria. “Al estudiar su genoma y las características bioquímicas, vimos que era parecida a otras, pero tenía particularidades que la distinguían del resto, tanto en la pared celular como en algunas de las proteínas que secretaba”, explicó Campos.

El hallazgo se produjo a partir de una muestra de suelo recolectada en un bosque nativo de la Patagonia argentina. Campos puso el foco en lo que ocurre en el manto que cubre la superficie, en donde hay hojas o troncos en estado de descomposición. “Allí están actuando los microorganismos, que descomponen los polisacáridos en elementos más pequeños –azúcares– y los utilizan como fuente de carbono”, ilustró.

A la par, en el laboratorio, Campos investiga cómo mejorar y replicar el procedimiento biológico para la degradación de la biomasa vegetal. Así, a partir del estudio del genoma y del conjunto de proteínas secretadas –secretoma– de aislamientos bacterianos celulolíticos nativos de la Argentina, lograron reconocer las enzimas activas sobre carbohidratos y, además, desarrollar y caracterizar una biblioteca de enzimas recombinantes. “Este estudio nos permitió conocer en detalle los procesos de deconstrucción de los polisacáridos”, indicó Campos.

El hallazgo se produjo a partir de una muestra de suelo recolectada en un bosque nativo de la Patagonia argentina.

La bacteria Paenibacillus xylanivorans es un bacilo, es decir, tiene forma de bastón. Posee un tamaño de 1,93 – 2,28 micrómetro (μm) de largo por 0,65–0,77 de ancho. Crece en distintas fuentes de carbono, pero especialmente en xilano y en residuos de biomasa lignocelulósica, como la paja de trigo y la paja de caña de azúcar.

Desde la década de 1950, diversos estudios se enfocaron en las comunidades de microorganismos y cómo interactúan para conocer qué procesos desarrollan de manera individual y cuáles de modo colectivo. Con el avance de la biología molecular y la incorporación de nuevas herramientas, como la metagenómica, los científicos pueden entender un poco más sobre las comunidades que viven en el suelo.

Ariel Amadio, especialista del INTA Rafaela, explicó que la metagenómica estudia de las secuencias del genoma de los diferentes microorganismos que componen una comunidad, extrayendo y analizando su ADN de forma global. “Es la herramienta que nos permite analizar comunidades enteras de microorganismos sin la necesidad de aislados, como ocurría tradicionalmente”, indicó.

A partir del conocimiento del ADN, es posible identificar cuáles son los microorganismos que están presentes en el suelo y, gracias a sus genes, se puede saber qué funciones cumplen.

El próximo paso es entender cómo reaccionan frente a las diversas actividades agropecuarias. “No es difícil imaginar que las prácticas agrícolas son determinantes de la estructura de las comunidades microbianas del suelo”, expresó Amadio quien puso el foco sobre el manejo agrícola adecuado para conservar la diversidad de microorganismos que existe.

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