Jesús Bernardino Velázquez Fernández*

La llamamos biotransformación cuando organismos como las bacterias pueden modificar la estructura de compuestos. Pero, ¿de qué nos puede servir saberlo? Gracias a la capacidad de biotransformación de las bacterias, los desechos pueden ser degradados y dejar de ser contaminantes. Cuando se dispone de desechos como papel, cartón, residuos de comida, gasolina o hidrocarburos en tiraderos de basura en el suelo, bacterias del ambiente degradan los compuestos, por lo que se puede ver su descomposición en días, meses o años. Así, la presencia de bacterias en el ambiente nos ayuda a enfrentar el problema de los residuos que los humanos generamos.

La capacidad de las bacterias para degradar depende de las enzimas de biotransformación. Éstas pueden acelerar la reacción de degradación para que tarde menos tiempo, por lo que decimos que la enzima “degrada” tal o cual compuesto. Aunque se conocen varias enzimas de biotransformación, no todas funcionan para degradar plásticos o hidrocarburos, por lo que sólo algunas de ellas intervienen en la biodegradación de dichos residuos. Entre ellas se encuentran dioxigenasas e hidroxilasas de anillos, por mencionar algunas. A su vez, las enzimas son el producto de genes, es decir, que, si una bacteria tiene genes de enzimas de biotransformación de plásticos, significa que esa bacteria podría biodegradar plásticos, o si tiene enzimas para degradación de hidrocarburos, esa bacteria podría degradar hidrocarburos.

De esta manera, detectar genes de biotransformación en suelo, significaría que en ese suelo hay bacterias potencialmente degradadoras (les llamamos candidatas biodegradadoras). Mientras más genes se encuentren en un suelo determinado, significaría que hay más bacterias y por lo tanto mayor sería la capacidad del suelo para “autorremediarse”.

Hay que mencionar dos cosas respecto a esta capacidad de remediación: de dónde proviene y para qué nos sirve. Por un lado, esta capacidad proviene de la presión que ejercen los contaminantes. Dicho de otra manera, cuando arrojamos un contaminante al ambiente (por ejemplo, se nos riega gasolina) este contaminante puede ser tóxico para muchos organismos incluyendo las bacterias, por lo que solo sobrevivirían aquellas que puedan resistir o degradar al contaminante. Eso significa que, en un sitio con contaminantes, se esperaría encontrar más bacterias candidatas biodegradadoras porque son las que sobrevivirían. Al haber más candidatas biodegradadoras, significaría que ese suelo tiene mayor capacidad para “autorremediarse”. De esta manera, tener el número de genes de biotransformación nos permite saber la capacidad de “autobiorremediación” del suelo. Y también significa que podemos aprovechar los mecanismos de resistencia que tienen las bacterias, en nuestro beneficio y sin perjudicar el ambiente, creando tecnologías que respeten y ayuden al ambiente, al mismo tiempo que ayuden a nuestra sociedad.

En el proyecto, se trabajaron con distintos tipos de suelo: de un bosque, de un taller mecánico (para reparación de carros) y de un campo agrícola. Se determinó el número de genes de dos tipos de enzimas: Hidroxilasas de anillos (RHD) y catecol-dioxigenasas (CDO). Las RHD son enzimas que participan en la degradación de hidrocarburos aromáticos, mientras que las CDO participan en la degradación de más compuestos, incluyendo plaguicidas.

Por cada millón de bacterias en esos suelos, se encontraron tan solo 0 y 10 copias de genes de RHD en el taller, pero en el bosque y el campo, sólo se encontraron entre 0 y 1 copia de genes de RHD por cada millón de copias. Eso nos habla de la “presión de selección” que hubo sobre las bacterias en el taller, y que al parecer sería diez veces más capaz de degradar los hidrocarburos que el suelo del bosque o del campo agrícola.

En contraste, en el bosque hubo entre 1,000 y 10,000 copias de genes CDO por cada millón de bacterias, mientras que en el taller y el campo agrícola ese número estuvo entre 0 y 100. Eso implica que el bosque tiene cien veces más capacidad para degradar compuestos (entre plaguicidas o hidrocarburos) que el taller y el campo agrícola. Y ello resulta interesante si recordamos que el campo agrícola ha estado más expuesto a plaguicidas que el mismo bosque. Al parecer, el campo agrícola no ha podido “seleccionar” o incluso ha perdido la capacidad de “autorremediarse”. ¿Qué habrá pasado? ¿Qué ocurrió con los microorganismos candidatos biodegradadores? ¿Desaparecieron o simplemente apenas y pudieron sobrevivir? Son preguntas que quedarán para futuras investigaciones.

Este proyecto nos permitió describir la capacidad de degradación en suelo, lo que nos permitirá evaluar en un futuro, si las actividades humanas como la industrialización, los cultivos extensivos o el uso para actividades agrícolas tienen un impacto sobre el ambiente y ver si el ambiente tiene o no la capacidad de “autorremediarse” o si necesitaría de tecnologías ambientales para facilitar la degradación de los contaminantes. Si las actividades humanas de nuestra sociedad afectaran la capacidad de un suelo para remediarse, podría utilizarse microorganismos de suelos donde todavía haya, por lo que es importante que, como sociedad, valoremos no sólo la biodiversidad de animales, sino también la que tenemos a nuestros pies: la biodiversidad microbiana en suelo. Para ello, como sociedad, necesitamos conocer su importancia y el impacto que tiene en el ambiente y nuestra vida diaria.

Este proyecto fue patrocinado por el Fondo SEP-CONACYT para Ciencia Básica (183659) del que es responsable el Dr. Jesús Bernardino Velázquez Fernández. El Dr. Velázquez es doctor en ciencias en la especialidad en Bioquímica por el Cinvestav y también el Dr. Velázquez es catedrático del Conacyt asignado a la Unidad de Tecnología Ambiental del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco A. C. (Ciatej). Su experiencia profesional está enfocada en la biorremediación de plaguicidas organoclorados y compuestos orgánicos persistentes, al análisis de enzimas y genes que las codifican para biotransformar contaminantes. Así mismo, su investigación se enfoca en síntesis, extracción y producción de enzimas nativas o recombinantes, para lo cual utiliza la selección microbiológica de microbiota resistente o biodegradadora.