Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/018/20
Ciudad de México, 12 de febrero de 2020

• Bacterias como las Pseudomonas y Bacilos que provienen de la Antártica pueden transformar residuos con altas cantidades de almidón, glucosa y pajas ricas en xilanos en biocombustibles.

Antonio De León Rodríguez, investigador adscrito al Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica.
Fotografía: Cortesía del investigador.

Participar en la Expedición Científica Antártica en el año 2007 junto con otros investigadores de Latinoamérica ha sido para Antonio De León Rodríguez una de las experiencias más gratificantes en su carrera. En esos ambientes inhóspitos, en los que se alcanzan hasta -40 grados Celsius (ºC) de temperatura, habitan bacterias y microorganismos extremófilos de potencial uso biotecnológico, por su habilidad para sobrevivir a la adversidad y por la capacidad de descomponer o fermentar sus alimentos en condiciones adversas.

“En esa expedición buscamos microorganismos que tuvieran la capacidad de producir biocombustibles a bajas temperaturas y aislamos diversos microorganismos que en estos momentos estamos caracterizando para entender cómo se comportan y cómo es que evolucionaron para crecer en condiciones de bajas temperaturas. Nos interesa aprovechar sus genes y sus enzimas”, indicó el catedrático del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C., (Ipicyt).

El biotecnólogo y su grupo de trabajo han estudiado muestras de bacterias como Pseudomonas antarctica, Pseudorhodobacter sp. y otros microorganismos aún no clasificados, y han constatado que son capaces de transformar residuos con altas cantidades de almidón, glucosa o pajas ricas en xilanos, mediante fermentación oscura (que consiste en un cultivo microbiano en ausencia de oxígeno y de luz solar) para producir biocombustibles. “Gracias a un proyecto financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología hemos podido empezar a entender cómo es que estos microorganismos funcionan y establecer procesos de producción de biocombustibles”.

De León Rodríguez plantea utilizar residuos como bagazos, pajas de cultivos, melazas que se obtienen del azúcar de caña, residuos de la industria tequilera que desecha materia orgánica importante –y que es una actividad productiva en los estados de Jalisco, Zacatecas, Guanajuato, Michoacán, Nayarit y Tamaulipas— de la cual se puede obtener biogás. “Hemos considerado otros desechos como el lactosuero, que podría adaptarse junto con residuos del trigo para tener sustratos más enriquecidos”.

Microorganismo con capacidad de producir biocombustibles a bajas temperaturas.
Fotografía: Cortesía del investigador.

El integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) explicó que las bacterias antárticas, aunque están adaptadas al frío, pueden trabajar más rápido entre los 20 a 25ºC, lo que permitiría acelerar sus procesos y obtener una mayor producción de lo que les interesa, además de que poseen enzimas especializadas, proteínas que aceleran las reacciones químicas en el metabolismo de los seres vivos, que les permiten degradar casi cualquier tipo de materia orgánica.

“Con la ingeniería genética se pueden transferir genes y enzimas de las bacterias antárticas y usarlas en bacterias a las que conocemos mejor, como E. coli y hemos aprendido a aprovechar sus potencialidades y obtener microorganismos más eficientes en la bioconversión”, comentó el ganador del Premio de Investigación de la AMC en 2011 en el área de ingeniería y tecnología.

Lograr transformar residuos agroindustriales en combustibles amigables con el medio ambiente, como el hidrógeno o el bioetanol, es aún una utopía que ha anotado importantes avances en diversos laboratorios del mundo, pero se requiere hacer más ciencia básica para lograr transferir tecnología a la iniciativa privada pues se necesita alcanzar mayor competitividad y producción, de acuerdo con el especialista.

“La producción de biocombustibles de primera generación que se pueden obtener a partir de almidón de maíz o azúcar de caña ya es una realidad en Estados Unidos y Brasil donde la legislación permite la biotransformación de ese tipo de sustratos y ya se comercializan. Un esfuerzo mundial que sigue en desarrollo es la producción de biocombustibles a partir de residuos agroindustriales porque la celulosa y residuos como pajas son más difíciles de biotransformar, pero con la ingeniería genética se espera que se puedan transformar estos y otros sustratos, inclusive el dióxido de carbono —un gas de efecto invernadero— mediante fermentación muy avanzada en biocombustibles como el etanol ”, dijo.

Antonio De León Rodríguez está adscrito a la División de Biología Molecular del Ipicyt, además de la producción de biocombustibles mediante microorganismos genéticamente modificados y extremófilos naturales, le interesa la producción de proteínas terapéuticas y vacunas mediante genes sintéticos optimizados por ingeniería molecular.