Bacterias acuáticas y su potencial biotecnológico
Adriana García Vásquez*, J. Francisco Castillo Esparza, Randy Ortiz Castro
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 19 de julio 2022
Las bacterias son microorganismos que han sido utilizados en muchos procesos biotecnológicos como la industria de los alimentos, farmacología y en el sector agrícola, principalmente en el control de plagas y/o promotores del crecimiento vegetal. Los sistemas marinos son ecosistemas con condiciones adversas y representan una fuente invaluable en la identificación de nuevas bacterias con propiedades biológicas para su aplicación biotecnológica.
Palabras clave: Biotecnología, microorgaismos, compuestos activos.
Los ecosistemas marinos son algunos de los entornos más adversos y se destacan por su inmensa diversidad de organismos y microorganismos. Los microorganismos representan el 90% de la biomasa viva en los océanos y juegan un papel fundamental en varios ciclos biogeoquímicos, además, la alta capacidad de adaptación a condiciones extremas como bajas temperaturas, iluminación, altas presiones y su biología hacen que estos microorganismos representen una fuente con un alto potencial para el descubrimiento de nuevas moléculas, proteínas y genes con funciones desconocidas (Rotter et al. 2021; Böhringer et al. 2017; Bertrand y Muñoz-Garay, 2019), así como su aplicación biotecnológica en diferentes industrias como la acuicultura, biodegradación, alimenticia, farmacéutica, medicina y agricultura.
La acuicultura es una de las industrias con un constante crecimiento, sin embargo, se ve enfrentada a varios desafíos como la falta de proteínas en el alimento, la susceptibilidad a patógenos y el deterioro de la calidad durante el cultivo y almacenamiento. Para superar estos desafíos, se ha utilizado las propiedades biológicas de distintas bacterias, que protegen a los animales de infecciones y reducen el deterioro de los productos (Wang et al. 2019). Por lo tanto, la búsqueda de nuevas fuentes de alimentación a base de formulaciones con bacterias ha generado un gran esfuerzo en la investigación, así como en sus posibles aplicaciones, ya que son considerados excelentes candidatos para la parte nutricional en la acuicultura. Estos grupos bacterianos son capaces de proveer micronutrientes tales como vitaminas, ácidos grasos y aminoácidos esenciales, en adición a macronutrientes que ayudan al soporte de un crecimiento saludable en los organismos acuáticos. Por otra parte, el crecimiento intensivo en la acuicultura ha incrementado las infecciones causadas por diferentes patógenos, ocasionando pérdidas económicas y amenazando potencialmente la salud humana (Wang et al. 2019; Sayes et al. 2018).
Otro de los principales auges que han tenido las bacterias marinas es sobre su potencial de biodegradación. Especies de bacterias marinas pertenecientes a los géneros Alcanivorax, Cycloclasticus y Marinobacter son reconocidas como eficientes biodegradadoras de hidrocarburos y algunas especies de Achromobacter, Halomonas y Staphylococcus degradan alcanos e hidrocarburos aromáticos en presencia de un alto contenido salino, un ejemplo sobresaliente es la bacteria marina Alcanivorax borkumensis, que se sabe que desempeña un papel clave en la biorremediación de derrames de petróleo (Muriel-Millán et al. 2021; Bollinger et al. 2020). Por otra parte, la contaminación generada por plásticos es un problema mundial debido a su toxicidad y a su alta resistencia a la biodegradación. Se estima que ocho millones de toneladas de plásticos se descargan anualmente en los océanos, lo que afecta gravemente a los ecosistemas acuáticos, sin embargo, las bacterias marinas están haciendo frente a esta problemática. Se han logrado aislar diferentes cepas de bacterias con capacidad para degradar diferentes polímeros sintéticos. Por ejemplo, algunas cepas de Bacillus sp. y Rhodococcus sp. aislados del sedimento de manglares redujeron el peso de los microplásticos de polipropileno en un 4 y 6.4% después de 40 días de incubación, respectivamente. Otras cepas como Bacillus subtilis H1584, Bacillus pumilus M27 y Kocuria palustris M16 aisladas del agua de mar degradaron 1.75, 1.5 y 1 % de las películas de polietileno a los 30 días de incubación, respectivamente. Se han aislado otras especies que pertenecen a los géneros Cobetia, Halomonas y Exiguobacterium y han mostrado cierta capacidad para degradar parcialmente el polietileno de baja densidad (Muriel-Millán et al. 2021).
Por otra parte, algunas especies de bacterias marinas tienen la capacidad de producir metabolitos con propiedades químicas diferentes que muestran actividades antibacterianas. Estos compuestos presentan un enorme potencial para el descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos con los cuales luchar contra las actuales amenazas de resistencia a los antibióticos. Algunos ejemplos de compuestos producidos por algunas bacterias marinas son las macrolactinas A1 y B1, las gageotetrinas A–C y las gageomacrolactinas 1–3 que muestran una fuerte actividad de amplio espectro contra bacterias Gram-negativas y Gram-positivas. Otro ejemplo son la antracimicina y la kocurina que presentan una actividad antibacteriana altamente selectiva contra bacterias Gram-positivas (Schinke et al. 2017). Todos estos son algunos ejemplos de las moléculas que se han logrado aislar de las bacterias marinas, sin embargo, queda claro que aún hay un mundo de metabolitos, enzimas, proteínas y genes por descubrir, los cuales pueden ayudar en el control de plagas, enfermedades, biorremediación, etc., por lo tanto, siguen los esfuerzos por aislar y caracterizar bacterias marinas con gran potencial biotecnológico.
Referencias
- Bertrand, B., & Munoz-Garay, C. (2019). Marine antimicrobial peptides: a promising source of new generation antibiotics and other bio-active molecules. International Journal of Peptide Research and Therapeutics, 25(4), 1441-1450.
- Böhringer, N., Fisch, K. M., Schillo, D., Bara, R., Hertzer, C., Grein, F., ... & Schäberle, T. F. (2017). Antimicrobial potential of bacteria associated with marine sea slugs from North Sulawesi, Indonesia. Frontiers in microbiology, 8, 1092.
- Bollinger, A., Thies, S., Katzke, N., & Jaeger, K. E. (2020). The biotechnological potential of marine bacteria in the novel lineage of Pseudomonas pertucinogena. Microbial biotechnology, 13(1), 19-31.
- Muriel-Millán, L. F., Millán-López, S., & Pardo-López, L. (2021). Biotechnological applications of marine bacteria in bioremediation of environments polluted with hydrocarbons and plastics. Applied Microbiology and Biotechnology, 105(19), 7171-7185.
- Rotter, A., Barbier, M., Bertoni, F., Bones, A. M., Cancela, M. L., Carlsson, J., ... & Vasquez, M. I. (2021). The essentials of marine biotechnology. Frontiers In marine science, 8, 158.
- Sayes, C., Leyton, Y., and Riquelme, C. (2018). Probiotic bacteria as an healgthy alternative for fish aquaculture. IN: Antibiotic use in animals. Chapter 7. P164. DOI: 10.5772/intechopen.71206
- Schinke, C., Martins, T., Queiroz, S. C., Melo, I. S., & Reyes, F. G. (2017). Antibacterial compounds from marine bacteria, 2010–2015. Journal of Natural Products, 80(4), 1215-1228.
- Wang, C., Chuprom, J., Wang, Y. and Fu, L. (2019). Beneficial bacteria for aquaculture: nutrition, bacteriostasis and immunoregulation. Journal of Applied Microbiology, 128, 28-40.
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- Los coleópteros: una quinta parte del mundo viviente
- Pastizales tropicales y emisiones de carbono
- El verdadero costo del auto eléctrico
- Vida de perros una larga historia juntos
- La importancia de conocer nuestras maderas
- Cinturones verdes para la vida
- ¿Fertilizantes caros, porqué?... ¡si podemos hacerlos en casa!
- Colibrí coroniazul
- Reposicionamiento farmacológico; nuevos usos de medicamentos conoci
- Bacterias acuáticas y su potencial biotecnológico
- ¿Qué pierde México con el calentamiento global?
- Hibridación: como estudiar la evolución a través de la reproducción
- Potencial de las plantas acuáticas
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- Las cícadas: las primeras plantas polinizadas por insectos
- ¿Cómo el estudio del paisaje nos ayuda a conocer qué especies de hormigas estamos perdiendo?
- Presente, pasado y futuro del encinar tropical
- Croton draco y su actividad sobre el ciclo celular
- Luciérnagas jarochas
- Caminando, volando y nadando con parásitos
- Manglares:dioses del agua
- ¿Qué nos dicen los ácidos grasos del tejido adiposo de las ballenas jorobadas?
- La transformación del paisaje cafetalero del centro de Veracruz
- ¿Se pueden diferenciar los hongos comestibles de los venenosos?
- Abejas en las ciudades: Importancia y conservación
- El uso (y abuso) de la categoría de subespecie
- MAPIMI, un Observatorio Participativo Sociecológico (OPSE) con interés multidimensional
- Chayote: alimento mesoamericano benéfico para la salud humana
- Polinizadores incógnitos: Las moscas
- Cómo rehabilitar a tu dragón
- Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica
- La hierbabuena y sus parientes en el jardín
- La rata nopalera un roedor sui generis
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- Nueve datos curiosos que no sabías de química
- El suelo: historias bajo las raíces de los manglares
- Las 8 inesperadas formas en las que los anfibios son importantes
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- Día Mundial de las Abejas
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- ¿Escasez de arena? Una mirada a la otra cara de nuestro planeta
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- Contaminación lumínica
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- Psicología ambiental, una ventana hacia la conservación
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- ¿El desperdicio de alimentos causa pérdida de biodiversidad?
- Taxonomía integrativa
- Nanopartículas de origen natural
- El movimiento de las plantas
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- Bacterias protectoras de cultivos agrícolas
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- Brindis por el 45° aniversario del Jardín botánico Francisco Javier Clavijero
- Jardín Botánico Clavijero: naturaleza, ciencia, educación y sociedad
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- Sobre la complejidad de los ecosistemas y los problemas ambientales
- 40 años cambiando la forma de entender y vivir con la naturaleza
- ¡Un plástico menos, un minuto más de vida para el planeta!
- Liebres en la niebla
- El último “bestseller” de Darwin: La formación del mantillo y las lombrices de tierra
- La dispersión de semillas por aves y la recuperación del bosque mesófilo de montaña
- Las patas de elefante, plantas veracruzanas ahora protegidas internacionalmente
- ¿Para qué sirve tener plantas en la playa?
- Biodiversidad del Santuario del Bosque de Niebla: peces y sus parásitos
- Recubrimientos a base de quitosano una opción para el mango Manila en Veracruz
- El cultivo de hongos comestibles, alternativa para mejorar la dieta y el bolsillo de los mexicanos
- Aguacates maduros: elixir de los dioses
- La conquista del suelo
- Enfrentando el reto del manejo de cuencas en el marco del cambio climático
- Centro de Reclutamiento de Nuevos Talentos del INECOL
- El mosquito Aedes albopictus: un nuevo colono que llegó para quedarse
- Gobernanza para los Ecosistemas Costeros y Marinos de Iberoamérica
- Terminal Portuaria Tuxpan, un proyecto ambientalmente sustentable
- Informe e investigación del proyecto “Tour de interacciones ecológicas”
- Cursos de campo para la investigación científica: más que excursiones al aire libre
- Preservar y proteger los manglares: tarea de todos
- Cambio climático, manejo costero y pesca: desafío integral
- Cerca de 15,000 niños beneficiados por el programa Fairchild Challenge coordinado por el INECOL
- La tortuga llanera, una especie clave, símbolo de la Reserva de la Biosfera de Mapimí
- Dos especies de moscas invasoras (Diptera: Drosophilidae) detectadas en las proximidades de Xalapa
- Integridad ecosistémica y congruencia en las políticas de desarrollo: Dos temas para reflexionar en el Día Mundial del Medio Ambiente
- ¿Cómo proteger las costas?
- Desarrollo costero sustentable: desafío de integridad ecológica
- REFLEXIONES
- Situación de parasitosis en el ganado vacuno de Xico
- 40 años de éxitos: la historia del INECOL
- Drones: observación de fauna y de hábitats desde el aire
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- Ecosistema de manglar: dilema de valorar las funciones ecológicas
- La fauna silvestre y el monitoreo de enfermedades emergentes
- Dia mundial de la vida silvestre
- Santuario Bosque de Niebla: entre la biodiversidad y la irregularidad
- ¿Quién es el rey del Jitomate?
- El juego como una herramienta para fomentar la conservación de las especies
- Mosquita muerta o glotona
- Cambio climático: La Agenda del INECOL frente a IPCC-2013 y COP-21 2015
- La importancia de la imagen en la conservación de primates
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- Tejocotes mexicanos: algo más que un ingrediente en el ponche
- La Oficina de la UNESCO en México lleva a cabo en el INECOL en Xalapa la reunión internacional Explorando marcos para la conservación del Bosque Tropical: Gestión de la producción y consumo para la so...
- El golfo y las tormentas: atracción fatal
- Los bambúes de México en el siglo XXI
- El Presidente Enrique Peña Nieto inaugura el Clúster Científico y Tecnológico Biomimic
- Jardines de mariposas, una oportunidad para acercarnos a estos maravillosos insectos
- El ADN una herramienta de gran alcance para investigar interacciones ecológicas entre hongos y árboles a nivel de la raíz
- Plan de ordenamiento territorial para Xalapa
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- Innovadoras tecnologías para mejorar la calidad del agua con ayuda de plantas y microalgas
- 40 años de éxitos del Instituto de Ecología, A.C.
- El INECOL: 40 años de investigación fructífera
- El INECOL y el Ayuntamiento de Xalapa firmaron un convenio de colaboración para saneamiento del agua
- Manejo ecosistémico de recursos naturales
- Cultiva hongos comestibles
- Adéntrate en el bosque
- Bacterias... la otra historia
- Fue clausurado el ciclo 2014-2015 del programa Fairchild Challenge
- Reconocimientos internacionales a la investigación en el INECOL
- El suelo es la neta del planeta
- El INECOL promueve modelos de generación de proyectos sustentable desde la ciencia: Martín Aluja Schuneman Hofer
- Aliens invasores a la venta: comercio de mascotas exóticas
- Chicatanas: las hormigas que cortan hojas para cultivar hongos
- A favor de conservar la diversidad biológica en los porteros ganaderos
- La comunicación química en la naturaleza: Ecología Química en el INECOL
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- Reconocimiento a la Dra. Patricia Moreno-Casasola por su labor en favor de la ecología
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- El desierto chihuahuense de la Reserva de la Biósfera de Mapimí: ¿se está convirtiendo en desierto lluvioso?
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- La situación de la calandria de Fuertes (Icterus fuertesi): una especie veracruzana en riesgo
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- La acumulación de estiércol en los pastizales ganaderos
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- Luz verde hacia una ganadería amigable con la biodiversidad de Xico, Ver.
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- Pertinencia Social y Genética de la Conservación en favor de los Primates Veracruzanos FOMIX–Veracruz CONACyT
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- el ocelote: un felino en peligro de extincion
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- CONOCIENDO, CONSERVANDO Y USANDO A LAS ORQUÍDEAS A TRAVÉS DE TALLERES DE CULTIVO A PRODUCTORES DE CAFÉ COMO UNA OPCIÓN DE DIVERSIFICACIÓN DE LAS FINCAS EN LA ZONA CENTRO DE VERACRUZ
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