Investigadores descubren cepa bacteriana poliextremófila en el altiplano chileno

Microorganismo podría tener múltiples aplicaciones en actividades de tipo industrial, minero y de biorremediación.

Es capaz de vivir a temperaturas que van desde los 4 a los 30 grados Celsius, en condiciones de gran altitud y radiación solar extrema. Estas son algunas de las características que presenta una cepa bacteriana extremófila identificada recientemente en el altiplano chileno por investigadores de nuestra Universidad y que podría tener múltiples aplicaciones en actividades de tipo industrial, minero y de biorremediación.

El hallazgo fue realizado por científicos que desarrollan sus investigaciones en el Departamento de Ingeniería Química de la UCN, quienes trabajan en el Laboratorio de Tecnologías de Membranas, Biotecnología y Medioambiente de esa Unidad, y que buscan determinar las características y potencialidades del microorganismo.

La cepa fue descubierta en un área determinada del río ácido Aroma, ubicado en las cercanías del cerro del mismo nombre, al interior del puerto de Iquique y cerca del Salar de Huasco, en la Región de Tarapacá.

Este afluente -caracterizado por su acidez que aún no ha sido definida como de origen natural o antropogénica- presenta una serie de condiciones que permiten que este tipo de bacterias extremófilas puedan vivir y desarrollarse en el lugar.

“Lo que hicimos fue aislar algunos de estos microorganismos que pudieran tener alguna aplicación futura en procesos de biolixiviación de minerales a bajas temperaturas. La caracterizamos a nivel molecular y fisiológico, y le pusimos un nombre. En nuestro caso, si bien es una bacteria conocida, se trata de una cepa nueva de la bacteria denominada Acidithiobacillus ferrivorans”, resaltó el investigador de la UCN, Dr. Francisco Remonsellez, quien lidera la investigación sobre microorganismos extremófilos en esa Unidad.

EN MINERÍA
El científico añadió que este tipo de bacterias tienen la capacidad de biolixiviar minerales sulfurados, además de otra muy especial, como poder trabajar en condiciones psicrotolerantes. Esto quiere decir, que pueden crecer y vivir desde temperaturas mesófilas hasta muy bajas temperaturas. “Si la bacteria la aplicáramos en un proceso de biolixiviación industrial, podríamos trabajar con ella desde rangos que van desde 4 hasta 30 grados Celsius. En general, esto no ocurre con otros microorganismos de este tipo que presentan rangos más estrechos de temperatura óptima”.

Por otro lado, uno de los procesos fundamentales en la biolixiviación es la capacidad que presentan los microorganismos para adherirse a los mierales. Si bien este fenómeno ya es conocido desde hace años, nunca se ha descrito si estos microorganismos lo pueden hacer a bajas temperaturas. “Nuestro trabajo demuestra que esta nueva cepa puede unirse en estas condiciones al mineral sulfurado -pirita específicamente- y que puede formar biopelículas. Esa es la manera de demostrar que la bacteria está atacando el mineral y que lo podría estar lixiviando. Es importante destacar que esta es la primera vez que se describe en la literatura especializada el efecto de la temperatura en la adherencia de minerales sulfurados”, comentó.

Respecto al potencial futuro, indicó que se realizan ensayos de laboratorio para ver la tolerancia de esta cepa al cobre y al cloruro, y se está tratando de oxidar minerales que tienen el metal rojo, como la calcopirita, y se realizan ensayos de recuperación de cobre. “Pensamos que este tipo de bacteria podría aplicarse en forma industrial y a gran escala en las etapas iniciales de los procesos biolixiviación, pudiendo llegar a reducir los tiempos de operación en pilas de lixiviación”, complementó el Dr. Remonsellez.

Sobre los desafíos que debió afrontar la investigación, el biotecnólogo y Director del proyecto, Sergio Barahona, reseñó que una de las dificultades la constituyó la recolección de una cantidad suficiente de biomasa para realizar todos los ensayos en laboratorio. No obstante, mostró su optimismo por los resultados obtenidos hasta el momento: “Estamos viendo si a futuro podemos generar una empresa de servicios para la minería”, recalcó el científico en relación a los objetivos finales de la iniciativa.

El proyecto entró en una fase de definiciones, donde los próximos pasos son iniciar la protección y el patentamiento de esta cepa y tomar contacto con empresas del área para establecer nexos que faciliten el proceso de transferencia tecnológica.

CRECIENTE INTERÉS
La información obtenida por los científicos nortinos forma parte de un proceso de investigación de aproximadamente dos años, realizados a través de un proyecto Fondef-VIU, que considera la colaboración de especialistas de las universidades Católica del Norte y de Antofagasta, y que es cofinanciado con recursos de un proyecto Fondecyt del Departamento de Ingeniería Química de la UCN. En esta tarea también se cuenta con el apoyo de expertos de la Universidad de Duisburg-Essen (Alemania), quienes se han sumado al esfuerzo impulsado por sus colegas chilenos.

Algunos de los resultados fueron recientemente publicados en la revista internacional Research in Microbiology con índice ISI.

En la actualidad, el interés por este tipo de conocimientos y ambientes extremos atrae la atención de especialistas de todo el mundo. “Hay investigadores de vienen de otros países a buscar muestras o analizar ecosistemas del altiplano chileno, debido a sus particulares características, incluyendo temas relevantes como el origen de la vida y la posibilidad de la existencia de vida en otros planetas”, sostiene el Dr. Remonsellez.

Explica que ciertos lugares de esta zona del país tienen características ambientales muy especiales que no poseen otros lugares en el planeta, y que son consideradas poliextremas. Por esta razón, el altiplano chileno constituye un laboratorio natural desde donde pueden obtenerse microorganismos que puedan tener un sinnúmero de aplicaciones biotecnológicas.

Aprovechar estas características geográficas naturales es el desafío propuesto por los investigadores, tomando en cuenta que la minería -en específico la biolixiviación de minerales- es un tema cada vez más importante en la región, por todo lo que significa el agotamiento de los minerales oxidados y la presencia de grandes cantidades de minerales sulfurados.

En este escenario, una de las alternativas que llama la atención son los procesos de biolixiviación. “Estamos apostando a encontrar en estos sistemas naturales nuevos microorganismos que tengan la capacidad de biolixiviar minerales sulfurados de cobre en condiciones especiales. En este caso en particular, en ambientes de bajas temperatura y altas concentraciones de metales pesados y sales”, resaltaron los científicos nortinos.