domingo, 13 de marzo de 2011

Procesos de producción de enzimas para detergentes


Bacillus licheniformis
¡Las enzimas limpian la ropa! Hoy en día las enzimas, presentes en numerosos procesos industriales, también forman parte de las actividades domésticas [1]. Efectivamente, tu detergente contiene minúsculas cantidades de enzimas que se encargan del trabajo sucio, quitar las manchas. Aquellas manchas que contienen proteínas, como las de vino tinto, café o tomate, son difíciles de eliminar, ya que no se disuelven en agua con facilidad y a elevadas temperaturas tienden a actuar como un pegamento en las fibras textiles de la ropa arrastrando consigo otros componentes y dificultando su extracción.


Fue el alemán Otto Röhm quien, en 1913 lanzó el primer detergente enzimático de la historia, Burnus, basado en un extracto de páncreas de cerdo que contenía tripsina, una enzima del aparato digestivo. Para comprobar su eficacia Otto y su mujer lo utilizaron para lavar su ropa interior, descubriendo que era excelente. El detergente Burnus fue algo revolucionario, se comercializaba en forma de pastilla y la enzima era tan eficaz que sólo hacia falta emplear una pequeña cantidad de producto.

En la década de los 60, el 80% de todos los detergentes de lavandería contenía ya enzimas, fundamentalmente proteasas, encargadas de digerir las proteínas que provocan la suciedad. La empresa Novo Nordisk fue la primera en comercializar una de estas enzimas limpiadoras: Alcalaseâ. A finales de los 80 el mercado de los detergentes enzimáticos estaba copado por proteasas, pero poco a poco se fueron introduciendo otras enzimas como lipasas, amilasas y reductasas.

Las ventajas que presenta la aplicación de estas enzimas en la industria de detergentes son:

•Mejora del rendimiento de lavado

•Reducción de los costes energéticos y el consumo de agua

•Bajo impacto ambiental, son biodegradables

•Cortos periodos de lavado

•Limpieza total

Muchas de estas enzimas son producidas a partir de bacterias alcalófilas, especialmente Bacillus licheniformis que produce la conocida enzima subtilisina. Presentan un pH óptimo entre 9 y 10 de tal forma que permanecen activas en la solución del detergente.

La forma de obtención de subtilisina a nivel industrial puede describirse de forma sencilla a través de los siguientes pasos:

•Las células de B. licheniformis se introducen en un tanque denominado biorreactor, con una capacidad entre 10.000 y 50.000 L, que proporciona el oxígeno necesario para vivir mediante un mecanismo de agitación.

•Allí se alimentan de una mezcla de almidón, harina de soja y proteína de leche.

•Comienzan a crecer y a las 10-20 horas se observa que excretan la proteasa al medio.


Estructura subtilisina

Por último la separación y concentración de la proteasa se lleva a cabo mediante centrifugación seguida de ultrafiltración.

En los últimos años, el desarrollo de la Enzimología combinado con el de la Ingeniería Genética ha conducido a lo que hoy se conoce como Ingeniería de enzimas o proteínas. Consiste en modificar una enzima existente o crear una nueva enzima con las propiedades específicas deseadas a través de las técnicas de modificación del material genético.

Bibliografía:

[1] http://www.adox-sa.com.ar/la/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=103

[2] Enzimas y proteínas de interés industrial. Universidad de Zaragoza. España

[3] Susan Aldridge (1999): “El hilo de la vida. De los genes a la ingeniería genética” Cambridge University Press. Madrid.

[4] http://darwin.usal.es/profesores/pfmg/sefin/MI/tema24MI.html.

[5] http://masabadell.wordpress.com/2009/03/18/636/

[6] http://www.slideshare.net/Zuleika86/metagenmica-y-sus-aplicaciones-industriales-presentation.

[7]https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2004/2/BT53C/1/material…/51235

NOMBRE:Alexander Sayago Maldonado C.I:16232455
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Desechos orgánicos urbanos, energía del futuro

Sin duda, la palabra “basura” ha significado y para mucha gente aún significa algo despectivo, algo que carece de valor y de lo que hay que deshacerse, sin embargo, la conversión de los desechos urbanos en energía es posible con el uso de nuevas tecnologías como la digestión anaerobia.



Esta tecnología, llevada a cabo en plantas de metanización, permite aprovechar el potencial energético de los residuos y contribuye a la reducción significativa de la cantidad de materia orgánica llevada a los vertederos, que se traduce en una menor emisión incontrolada de metano.


EL PROCESO DE DIGESTIÓN ANAEROBIA

La digestión anaerobia es un proceso biológico complejo en el que la materia orgánica, en ausencia de oxígeno y mediante la acción de distintos grupos de microorganismos, se descompone en biogás (55-80% de metano, 20-45% de dióxido de carbono, 0-5% de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno y otros gases) y en digestato, que es una mezcla de productos minerales (nitrógeno, fósforo, potasio y calcio, entre otros) y compuestos de difícil degradación. En la digestión anaerobia de la materia orgánica se distinguen cuatro fases: hidrólisis, o acidogénesis), acetogénesis y metanogénesis.

1. Hidrólisis:

Los compuestos orgánicos complejos, no pueden ser utilizados directamente por los microorganismos a menos que se hidrolicen en compuestos solubles que puedan atravesar la membrana celular. La hidrólisis es, por tanto, el primer paso necesario para la degradación anaerobia de substratos orgánicos complejos.
• Los glúcidos son hidrolizados a azúcares.
• Las proteínas son hidrolizadas a aminoácidos.
• Los lípidos son degradados a ácidos grasos de cadena larga y glicerol.

2. Fermentación acidogénica

Las bacterias acidificantes transforman la materia orgánica disuelta, originando una gran variedad de productos de fermentación. Los productos finales son principalmente ácidos grasos volátiles (acetato, propionato, butirato, succinato), así como pequeñas cantidades de ácido láctico, etanol, dióxido de carbono e hidrógeno.


3. Acetogénesis:

Mientras que algunos productos de la fermentación acidogénica pueden ser metabolizados directamente por los microorganismos metanogénicos (hidrógeno y acetato), otros (valeriato, butirato, propionato, algunos aminoácidos, etc.) necesitan ser transformados por las bacterias acetogénicas en productos más sencillos (acetato, dióxido de carbono e hidrógeno), para que sirvan de sustrato a las metanogénicas.


4. Metanogénesis:

Es la etapa final del tratamiento, que implica dos tipos de reacciones, aquellas en las que el dióxido de carbono y el hidrógeno se combinan para producir metano y agua, y las que convierten el acetato en metano y dióxido de carbono.
Los microorganismos metanogénicos pueden ser considerados como los más importantes dentro del consorcio de microorganismos anaerobios, ya que son los responsables de la formación de metano y de la eliminación del medio de los productos de los grupos anteriores, siendo, además, los que dan nombre al proceso general de biometanización.

APROVECHAMIENTO DEL BIOGÁS

La digestión anaerobia se produce de forma natural cuando se dan las condiciones adecuadas. A nivel industrial se puede controlar la reacción para optimizar el proceso y aprovechar el biogás desde el punto de vista energético: debido a su alto contenido en metano, tiene un poder calorífico alto (entre 4500 y 6500 kcal/m3), por lo que salvo por el contenido en H2S, es un combustible ideal.




Las aplicaciones energéticas principales del uso del biogás son las eléctricas y las térmicas, aunque se pueden dar las dos conjuntamente en instalaciones de cogeneración, siendo ésta una de las aplicaciones más racionales que se puede hacer del biogás. Por lo general, la electricidad se vende a la red y el calor se emplea en el propio ciclo industrial para el calentamiento de los digestores o en otros procesos que requieran calor.


El biogás se emplea con menos frecuencia para la iluminación (mediante lámparas especiales), para la obtención de trabajo mecánico (a través de motores) y para la calefacción (mediante quemadores y estufas adaptadas). Por otra parte, el uso del biogás para vehículos es posible, pero se encuentra muy limitado por una serie de problemas técnicos, logísticos y de seguridad.


Actualmente las principales limitaciones del proceso, es decir, los elevados costes y la baja productividad, impulsan la necesidad de futuras investigaciones encaminadas a mejorar el proceso de digestión anaerobia contribuyendo no solo a la disminución de contaminantes como el metano, sino también a la producción de fuentes de energía renovables como el biogás.


BIBLIOGRAFÍA

[1] BIO-METHANE & BIO-HYDROGEN. Status and perspectives of biological methane and hydrogen production. Dutch Biological Hydrogen Foundation.

[2]CIEMAT. La Biomasa como fuente de Energía y Productos para la Agricultura y la Industria.

[3]Flotats,X., Bonmatí,A., y Seró, M. Clasificación de tecnologías de digestión anaerobia. Aplicación al aprovechamiento energético de residuos ganaderos.

[4]Hakemian AS et al. The biochemistry of methane oxidation. Annu Rev Biochem. 2007; 26:223-41

[5]Knapp C. W. et al. Methane monooxygenase gene expression mediated by methanobactin in the presence of mineral copper sources. 2007

[6]Schäfer, G. et al. Bioenergetics of the Archaea. Microbiology and molecular biology reviews. 1999, p. 570-620

[7]Valentine, D.L. et al. New perspectives on anaerobic methane oxidation.Enviromental Microbiology. 2000 477-484

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sábado, 12 de marzo de 2011

Biocarburantes celulósicos

Se pueden producir biocombustibles es interesante por varias razones. La que te mencionaba al principio de que su uso no contribuiría de forma neta al calentamiento global (el CO2 que se emite es el CO2 que las plantas captaron), lo que convertiría al combustible en una fuente de energía renovable. ¡Claro! Las plantas toman el CO2 del aire y su transformación en combustible lo devuelve, en un bucle cerrado. Es un concepto radicalmente distinto del de usar combustibles fósiles, en el que tomas CO2 que se retiró de la atmósfera hace millones de años y lo añades. De golpe, además. Por otro lado, aumentaría probablemente los ingresos del sector agrícola. Y cambiaría la situación geopolítica al fomentar el abastecimiento local de combustibles.

Pero no todo es color de rosa. La producción de biocombustibles puede competir por los suelos cultivables con la comida. Requieren, al menos inicialmente, de subvenciones, lo que conllevaría un notable gasto público, que debe merecer la pena inequívocamente (es decir, que apostar por los biocombustibles podría desviar recursos de otras soluciones que resulten mejores, realmente). Y la generación de biocombustibles no es gratis. Incluso, durante su síntesis se produce CO2, que habría que tener en cuenta a la hora de hacer un balance completo. Sí, sé que al principio te decía que su uso no producía descarga neta de CO2. Pero su elaboración sí. Bajo la forma de fertilizantes para las plantas, combustible para las máquinas, destilado de las materias primas… Esto se podría evitar si para producir biocombustibles se usaran sólo biocombustibles. Así se evitarían emisiones netas de CO2.
Resumiendo, yo creo que los biocombustibles son una buena idea, si cumplieran tres premisas.
• Primera, no restar comida.
• Segunda, no aumentar la superficie cultivada.
• Tercera, producirse con los propios biocombustibles para evitar emisiones netas de CO2.

Son restricciones exigentes, pero inevitables. Y que no solucionan el problema de sustituir el petróleo, pero que pueden dar un 10% de alivio. Y es que es probable que el futuro no esté hecho de una solución, sino de un mosaico de ellas. Y es posible que los biocombustibles sean parte de la solución. O quizá no. Por eso te cuento. Para que puedas saber y tomar buenas decisiones.



Fuente: http://tinyurl.com/yj4ma9y

Existen biocombustibles de primera generación. Que emplean los mismos productos vegetales que nosotros comemos o que damos al ganado. Se trata de materiales fáciles de procesar y relativamente baratos. Pero no cumplen con la primera premisa. Nos quitan comida y presionan sobre los precios de la que no nos quitan. Y para evitar esos daños aparecen los biocombustibles de segunda generación.


Los de segunda generación, o celulósicos, emplean residuos vegetales. Serrín y restos de construcción, residuos agrícolas y cultivos leñosos de crecimiento rápido. Estos materiales son abundantes, baratos y no deberían afectar a la producción de alimentos. Tampoco son inocuos, ojo, que muchos de ellos deberían terminar fertilizando suelos (especialmente los residuos agrícolas). Pero a las alturas que estamos, lo inocuo no existe.


¿Cuánto petróleo ahorrarían? En EE.UU., los autores calculan que la biomasa celulósica de aquel país servirá para sustituir la mitad del consumo de combustibles para automoción. Y a nivel mundial, aunque es más difícil de calcular, es posible que la biomasa celulósica total pueda equivaler a entre 1 y 5 veces la producción mundial anual de petróleo de 2009 (unos 30.000 millones de barriles). Un enorme potencial.


Pero… Ha habido avances, sí, aunque faltan las técnicas definitivas. La materia prima es la celulosa. Que está hecha de glucosa, pero dispuesta de tal manera que forma una esqueleto molecular rígido, intrincado. Curioso que no podamos comer con provecho la celulosa, aunque esté hecha de lo mismo que el azúcar. Y es que en ella, las glucosas están ordenadas de forma diferente. Sí, sí, la celulosa es una molécula digna de conocer (te la cuento pronto, prometido).


Fuente: http://tinyurl.com/yfd9qv3

Ya existía una vieja técnica, de principios del siglo XX. Que, además, se usó profusamente durate la Segunda Guerra Mundial por el ejército alemán para convertir carbón en petróleo, por las dificultades de suministro que tenían. Si se trata la celulosa a altas temperaturas, y se añade oxígeno, rinde un gas, llamado syngas, rico en CO, H2 y alquitranes. El cual puede convertirse en combustible líquido mediante un proceso denominado de Fischer-Tropsch. es un procedimiento bien conocido, pero resulta caro y consume mucha energía.


Otra posibilidad es calentar la celulosa a menos temperatura (300-600ºC) en un entorno libre de oxígeno. Eso rinde biopetróleo y un residuo sólido parecido al carbón. el biopetróleo no es como el petróleo geológico. Es mucho más ácido y menos calorífico. Tan ácido que dejaría inservibles los motores. Por tanto, habría que refinarlo. Por cierto, que este método también acepta residuos animales. De hecho, en una refinería ubicada en Texas se logran 45.000 litros diarios de diésel a partir de los residuos orgánicos de mataderos, y a buen precio.


Hay una variante de este método que somete a la celulosa a temperaturas de 500ºC durante un segundo. Eso la descompone en moléculas pequeñas, aún rícas en O. Elemento que abunda en la celulosa y que hay que quitar si se quiere producir combustible (hecho, sobre todo, de C y H). Eso se logra con catalizadores que producen gasolinas. El proceso dura unos 14 segundos pero aún está por desarrollar una planta prototipo.


Todos esos tratamientos han de mejorarse antes de volverse prácticos, comerciales. Deben romper la celulosa de modo barato, sin producir materiales tóxicos, con bajo consumo de energía, rindiendo concentraciones elevadas de azúcares fermentables y aptos para convertirlos en biocombustibles, y a costes competitivos con el petróleo. Y, por desgracia, aún no han cumplido esos requisitos. Todos y cada uno.


Sí hay una técnica que es prometedora (AFEX, la llaman). Cocer bajo presión la biomasa a 100ºC, con amoniaco. Cuando se reduce la presión el amoniaco se evapora y se retira, con lo que sólo queda la mezcla de azúcares, con un rendimiento del 90%. Y a partir de ella, se obtendrá el biodiesel.


En resumen, las técnicas están cerca de ser comerciales y hay que ir mirando los problemas desde ya. Principalmente el problema de la competencia entre biocombustibles y comida. Ante esa disyuntiva el mercado no sabe hacer las cosas bien, no es un buen tomador de decisiones. Porque el mercado sabe asignar recursos de modo eficiente para la producción, pero no para que un recurso llegue a todos. El mercado sabe establecer precios, pero el precio marca el límite entre los que tendrán el recurso y los que no.

Y la comida es imprescindible en un mundo de más de 6.000 millones de personas. Coger un coche no.

NOMBRE:Alexander Sayago Maldonado C.I:16232455
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Láseres que simulan la excitación de neuronas ópticas


Respuesta de la “VCSEL-neurona” a un estímulo excitatorio. La inyección de luz polarizada ortogonalmente (Pin⊥) conmuta la polarización de la luz emitida por el VCSEL de paralela a ortogonal y la VCSEL-neurona pasa de estado inactivo a activo. La conmutación se produce a una potencia de entrada de tan solo 9μW. Al igual que en el caso de la excitación en neuronas un incremento en la intensidad del estímulo por encima del umbral de excitación no se traduce en un aumento de la intensidad de la respuesta.


El Dr. Antonio Hurtado, perteneciente al grupo de Optoelectrónica de la Universidad de Essex (Reino Unido), ha publicado recientemente un trabajo en el que propone el uso de un láser de semiconductor de cavidad vertical, VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser, en sus siglas en inglés) para reproducir funciones básicas de una neurona. Mediante la inyección en el VCSEL de luz polarizada (proveniente de uno o dos láseres externos) esta VCSEL‐neurona es capaz de producir una respuesta “todo o nada” semejante a la que ocurre en neuronas cuando se sobrepasa el umbral de excitación para producir un potencial de acción. Además, la inyección externa de luz polarizada induce una conmutación de la polarización de la luz emitida por el VCSEL entre dos estados diferenciados (referidos como polarizaciones “paralela” y “ortogonal”) y que son utilizados para determinar el estado de la VCSEL‐neurona: cuando la polarización es “ortogonal” se considera que la VCSEL‐neurona está activa y cuando es “paralela” inactiva. Mediante esta sencilla técnica que combina la inducción de una respuesta “todo o nada” con conmutación de polarización asociada (Figura 1) es posible reproducir la respuesta de una neurona biológica a un estímulo excitatorio o inhibitorio.


Cabe destacar también que los VCSELs poseen una serie de ventajas inherentes en comparación con otro tipo de láseres, lo que los convierten en unos dispositivos idóneos para imitar el comportamiento de las neuronas biológicas. A sus bajos costes de fabricación, hay que añadir su reducido consumo de potencia, gran eficiencia de acoplo a fibras ópticas, y su facilidad para ser integrados en circuitos con gran número de elementos (arrays en 2 dimensiones por ejemplo). Por otro lado, son un buen modelo de células neuronales ya que permiten una amplia interconexión con bajos niveles de interferencia a la vez que son capaces de operar a muy alta velocidad.


Preguntado por las nuevas implicaciones y posibles aplicaciones prácticas de este trabajo el Dr. Antonio Hurtado se mostró confiado al destacar que “hemos descrito un modelo de una neurona óptica individual basada en un VCSEL que es capaz de trabajar a una velocidad mayor que las propias neuronas biológicas y que se puede desarrollar usando una técnica experimental muy sencilla. En nuestra opinión, este trabajo abre la puerta al uso de estos dispositivos para nuevas aplicaciones en campos muy diversos, que van desde las redes ópticas neuronales y la computación óptica a la neurociencia.”

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Identificada una proteína que acelera la eliminación de células enfermas

Una investigación internacional en la que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado una proteína implicada en la regulación y la aceleración del mecanismo de eliminación de células potencialmente peligrosas, según recoge un estudio publicado en la edición digital de la revista ‘Nature Cell Biology’.

Los organismos multicelulares eliminan sus células muertas mediante fagocitosis a través de señales que envía la célula dañada a una célula vecina, con lo que se consigue mantener el tejido en estado óptimo. “Esta especie de suicidio celular asistido recibe el nombre de apoptosis y en los invertebrados, como Caenorhabditis elegans sobre el que se ha realizado el estudio, la célula fagocítica va envolviendo a la muerta hasta introducirla en su interior y digerirla, como una boa que se come a su presa”, explica Juan Cabello, uno de los investigadores del estudio. ”Sin embargo -apunta- en este caso la célula moribunda es la que le pide a la célula sana, mediante una señal que reproduce en su exterior, que acabe con ella. El organismo busca siempre un equilibrio, por eso hay rutas que favorecen la fagocitosis y otras que la impiden. En todo este proceso la proteína SRGP-1 actúa como interruptor”. “Si se inhibe la acción de esta proteína, la señal se prolonga y se fagocitan también células dañadas, que normalmente no se eliminan, con lo que se mantienen únicamente las sanas”, añade el investigador del CSIC Sergio Moreno, del Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer.

En el artículo publicado se explica que la proteína Srgp-1 es un regulador negativo de la eliminación de las células tanto en C. elegans como en mamíferos. La pérdida de su función daría lugar a una mejora en la apoptosis celular, mientras que la sobreexpresión de Srg-1 inhibiría la eliminación de las células muertas. Se ha propuesto que C. elegans utiliza la maquinaria de eliminación como parte de un mecanismo, primitivo y altamente conservado en la evolución, que identifica y elimina células que no están unidas al tejido.


Según los especialistas los resultados de la investigación permiten entender mejor algunos aspectos del desarrollo embrionario y abren nuevas expectativas para combatir tumores. Además, el desarrollo de investigaciones terapéuticas que aumentan la actividad de la eliminación de las células dañadas podría ser útil en el tratamiento de enfermedades autoinmunes.

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Single Cell Protein (SCP): microorganismos que se comen

¿Microorganismos que se comen? Seguro que más de uno ha pensado: “yo nunca, seguro”. Sin embargo, la existencia de estos productos en el mercado es notablemente destacada desde hace años, y últimamente se podría decir que están de moda entre aquellos que buscan una dieta más rica y equilibrada.

Se entiende por “Single Cell Protein” o “biomasa microbiana” un producto formado por células secas de microorganismos que han sido cultivadas a gran escala y que actualmente se comercializan como complementos en la alimentación humana y animal.

Es cierto que su aspecto no es muy atractivo, pero suponen una fuente de alto contenido en proteínas, sobre todo de aquéllas que contienen aminoácidos esenciales como la lisina, la metionina y la cisteína. Además, es un alimento rico en vitaminas y bajo en grasas.


La biomasa microbiana se ha empleado como fuente de alimentación desde hace muchos años en regiones como África y México [2]. Ya los aztecas consumían Spirulina procedente del Lago Texococo, una bacteria precedente del grupo de las cianobacterias que crece en ambientes húmedos con alto contenido en sales. Algunas culturas asentadas en el Lago Chad, también la incorporaban a su dieta habitual en forma de galletas.


El primer gran apogeo de la producción y el consumo de las proteínas microbianas se produjo durante la Primera Guerra Mundial en Alemania, debido a la escasez de alimentos. En la Segunda Guerra Mundial también se reactivó fuertemente su producción. Desde entonces, su desarrollo ha sido creciente con el transcurso de las décadas, aunque a partir de 1980, y debido a la fuerte competencia con otras fuentes de proteínas como la soja, la producción ha perdido rentabilidad en el mercado.

La principal ventaja frente a la soja reside en que la producción es prácticamente inmediata y requiere de un bajo grado de tecnificación. Normalmente se lleva a cabo en fermentadores, donde se induce el crecimiento de las células microbianas, a las que se alimenta con subproductos agrícolas e industriales . La biomasa se recolecta posteriormente y se trata debidamente mediante procesos de secado antes de ser comercializada. Para el ser humano se requiere un tratamiento posterior que elimine ciertos compuestos que suponen riesgos nutricionales, como es el alto contenido en ácidos nucleicos, y garantice la seguridad y la calidad del producto.


Las proteínas microbianas son similares a las de la harina de pescado, la soja o el suero descremado de la leche. Sus aplicaciones alimentarias no se limitan a su consumo directo, sino que también pueden utilizarse para desarrollar muchos productos derivados como lípidos, proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN), hidratos de carbono y vitaminas.


Actualmente, se está experimentando con ellas como solución a ciertos problemas de salud; en concreto, como nutriente de control inmunitario en pacientes con anemia, hiperglucemia e hipercolesterolemia. Incluso algunas investigaciones han determinado su posible aplicación en el tratamiento de enfermedades visuales, como la retinitis pigmentaria. Es una muestra más del amplio abanico que ofrece la biotecnología para el progreso, la sostenibilidad y el bienestar del hombre. Y todo gracias a unos pequeños bichejos.

Bibliografía

[1] http://www.nutricionnatural.info/alimentos/proteina-unicelular.html
[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Spirulina.
[3] http://www.scribd.com/doc/179197/Single-Cell-Proteins.
[4] http://www.slideshare.net/tabareto/introduccion-proteinas.
[5] http://www.es.globaltalentnews.com/actualidad/noticias/4221/Una-proteina-bacteriana-que-devuelve-la-vista.html.

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34000 años de espera

En las últimas fechas, muchos medios de comunicación generalistas, se están haciendo eco de diversas noticias relacionadas con el descubrimiento de microorganismos, con capacidades “fuera de lo corriente”. Ya en este mismo blog se recogen noticias como la bacteria californiana capaz de incorporar arsénico en lugar de fosfato en su metabolismo, o los organismos (tanto eucariotas como procariotas) capaces de subsistir a pH extremadamente ácidos en el onubense Río Tinto. Los ejemplos de organismos adaptados a los más inhóspitos ambientes son muy abundantes. Prácticamente, allí donde se ha buscado vida, por extremo que fuese el entorno, allí se ha encontrado.

Ahora, parece ser, que se rompe una barrera más. La barrera temporal. En un estudio reciente, publicado en la edición de enero de GSA Today (una publicación de la Geological Society of America), un grupo de investigadores de la University of Hawaii y de la University of New York en Binghamton, identificaron en halitas (rocas formadas por cristales de cloruro sódico) de gran antigüedad, la existencia de comunidades de microorganismos, atrapados en su interior.



Los cristales de sal, adquieren este tono rosáceo, debido a los microorganismos atrapados en su interior.

Este grupo, analizó halitas antiguas, extraídas de columnas estratigráficas del subsuelo de Death Valley (California) con intención de realizar estudios climáticos. Para su sorpresa, mientras analizaban inclusiones de líquido atrapado en estas rocas de sal, descubrieron lo que parecían ser microorganismos. Los cristales de sal, se forman y “crecen” rápidamente, de modo que pueden atrapar en forma de pequeñas burbujas de pocas micras de diámetro, las sustancias o microorganismos que se encuentren en ese preciso lugar. Estas burbujas permanecerán selladas dentro de la halita, como una cápsula del tiempo.

La datación de estas rocas y por tanto la de los propios microorganismos atrapados en ellas, las sitúa entre 22000 y 34000 años de antigüedad. Propio de un guión de Parque Jurásico (salvando el lapso temporal). El análisis microscópico de estas inclusiones de líquido dentro de las halitas, reveló la existencia de un ecosistema de halófitos tanto de eucariotas como de procariotas, de los cuales una pequeña parte estaban vivos. Los procariotas presentes en los cristales, no utilizan la energía para reproducirse o desplazarse. No tienen ningún tipo de actividad, salvo la del automantenimiento. Es decir se encuentran en estado de supervivencia, con actividad metabólica prácticamente nula.


Los investigadores postulan que los procariotas sobreviven en estas inclusiones en las halitas, por tiempos tan prolongados, al utilizar como fuente de carbono y nutrientes, los metabolitos de otros organismos de esta comunidad microbiana. Concretamente identificaron células del género unicelular de algas Dunaliella (observaron células con sus orgánulos relativamente intactos y otras células bastante degradadas), que es una especie común en estos ambientes halófitos. De esta forma hipotetizaron, que estas algas puede ser en parte, responsable del mantenimiento de este ecosistema, al servir como fuente de carbono y metabolitos.


Lo que resultó también muy interesante, fue el intento de cultivar in vitro estos procariotas. De 900 cristales, en 5 se consiguió aislar procariotas que fueran viables y se reprodujeran tras 34000 años de inactividad. Estos microorganismos tardaron un par de meses, en “despertase” de su estado de inactividad, antes de poder replicarse.

El siguiente paso será estudiar en profundidad las estrategias y los mecanismos bioquímicos (como por ejemplo el mantenimiento y reparación del DNA), que permiten a estos organismos, adquirir estados de latencia que les mantiene viables durante periodos de tiempo tan extraordinariamente largos. El conjunto de todos estos nuevos hallazgos, desplazan cada vez más, las fronteras que acotan los ambientes donde, bajo nuestra perspectiva, podría desarrollarse la vida. En lugares que antes se consideraban inhabitables, ahora se descubren ricos ecosistemas repletos de biodiversidad.

¿Cuáles son los límites a la vida? ¿Podría desarrollarse en otros ambientes alejados de este planeta?


Bibliografía:

Microbial communities in fluid inclusions and long-term survival in halite. Tim K. Lowenstein, Brian A. Schubert, and Michael N. Timofeeff

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