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Una bacteria modificada detecta oro
Emite luz fluorescente cuando está en presencia del metal; podría ayudar a desarrollar equipos portátiles
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Investigadores de la ciudad de Rosario lograron modificar el ADN de una bacteria para que emita luz verde fluorescente cuando detecta oro. Los resultados del trabajo -que podría ser la base de herramientas económicas de alta sensibilidad para la búsqueda de ese metal- fueron publicados en la revista científica Biotechnology and Bioengineering y fueron distinguidos con una mención en el área de Investigación Aplicada del Concurso Nacional de Innovaciones organizado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación.
Para crear esas bacterias altamente sensibles al oro, los autores del estudio emplearon técnicas de ingeniería genética. "La bacteria Salmonella typhimurium ya posee componentes celulares [proteínas] que utiliza para poder crecer en medios contaminados con oro. Entre ellas, la proteína sensora GolS, que tiene la capacidad de detectar oro en cantidades muy pequeñas y desencadenar como respuesta la producción de otras proteínas que eliminan rápidamente este metal del interior de la célula, lo que le permite a la bacteria sobrevivir en condiciones desfavorables", explica una de las directoras del proyecto, la doctora Susana Checa, investigadora del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR), dependiente del Conicet y de la Universidad Nacional de Rosario (UNR). Y agregó: "En el laboratorio, estudiamos el funcionamiento del sistema de detección y de respuesta al oro en el nivel molecular. Utilizando esa información, pudimos modificar la bacteria mediante ingeniería genética, para acoplar la detección de oro a la producción de una proteína verde fluorescente, para que emita luz de ese color en presencia del metal".
Como la Salmonella es patógena, lo que complica su utilización en el laboratorio, los autores del desarrollo decidieron transferir ese sistema de detección de oro a una cepa de otra bacteria que no causa enfermedad y que se usa habitualmente en los laboratorios de todo el mundo.
"Elegimos una cepa inocua de Escherichia coli que no posee el sistema de detección y de resistencia al oro. Posteriormente, mediante ingeniería genética logramos transferir el sistema de Salmonella junto con el componente que permite acoplar la detección del metal a la producción de luz verde fluorescente a la bacteria no patógena", afirmó la doctora Checa, investigadora asociada en el laboratorio de "Transducción de señales en bacterias patógenas", que dirige el doctor Fernando Soncini.
Cuando la bacteria Escherichia coli ya modificada entra en contacto con oro en solución -el metal debe estar solubilizado-, se libera en su interior una cantidad de luz verde fluorescente que guarda una relación directa con la cantidad de oro presente en el entorno.
"Así es posible estimar la cantidad del metal presente en una muestra a través de una medida simple", afirmó Sebastián Cerminati, que realizó el trabajo experimental como becario de doctorado del Conicet.
Checa destacó que el "sensor de oro" transferido a la bacteria es muy sensible y no reconoce otros metales similares, como el cobre y la plata. "Es una ventaja, ya que en los depósitos éstos suelen encontrarse junto al oro", indicó la investigadora.
En vivo y en directo
Si bien por ahora sólo se han realizado pruebas en el laboratorio, Checa señala que se podrían desarrollar dispositivos que incluyan chips o fibra óptica para detectar la luz verde fluorescente generada por la bacteria ante la presencia de oro. "Esto puede abrir el camino para el desarrollo de instrumentos de detección portátiles para realizar determinaciones «a campo», por ejemplo, en el lugar de la explotación minera", explica. Para lograr ese objetivo, la investigadora afirma que es necesario sumar a investigadores de otras disciplinas, como la ingeniería electrónica o la bioingeniería, o a empresas que puedan realizar este tipo de desarrollo.
En condiciones de laboratorio, los biosensores desarrollados en este trabajo detectan cantidades de oro por debajo de las concentraciones típicamente encontradas con métodos convencionales en cursos de agua cerca de depósitos minerales ricos en oro, por lo que estas bacterias podrían ser de utilidad para detectar el metal en estos sitios. "Como el metal tiene que estar disuelto para ser detectado con esta metodología, no se puede aplicar directamente a muestras de suelo", explicó Checa.
La principal ventaja de emplear bacterias biosensoras como métodos de detección es que resultan más económicas, afirmó la investigadora. Junto con sus colegas, se propone transferir este sistema a una bacteria adaptada al crecimiento sobre granos de oro en minas, denominada Cupriavidus metallidurans , que se relaciona con el reciclado de oro en el ambiente. "Esa bacteria tiene un sistema muy similar al de la Salmonella ", afirma la investigadora. Y concluye: "Estos hallazgos son el primer paso en la construcción de nuevas herramientas biotecnológicas que sean útiles para detectar oro en depósitos o sitios cercanos, y mejorar en términos de eficiencia los métodos de explotación, minimizando los riesgos de contaminación ambiental que suelen generar las prácticas convencionales de extracción minera".
Agencia CyTA - Instituto Leloir
