Un microbio volcánico que vive en ambientes extremos ricos en CO2 y tiene la capacidad de absorber este gas de efecto invernadero con una rapidez asombrosa, puede ofrecer soluciones novedosas para la captura del dióxido de carbono. Un hecho que supone, a su vez, un impacto significativo en la crisis climática que enfrenta nuestro planeta.
Esta cepa de cianobacterias es tan eficiente en el consumo de CO2 que, afirman sus descubridores, parece superar a otros microbios de su clase que capturan dióxido de carbono.
Los hallazgos, obtenidos de esta investigación ambiental realizada a partir de dos expediciones, una cerca de la Isla Vulcano frente a la costa de Sicilia (Italia) y otra en las Montañas Rocosas de Colorado (Estados Unidos), impulsarán una tecnología de próxima generación que contribuya a disminuir los altos niveles atmosféricos de CO2, originados por el uso de combustibles fósiles, la deforestación y las actividades industriales.
Con los resultados obtenidos durante el estudio, los cuales han sido combinados con datos de secuenciación de ADN con un biobanco de miles de muestras ambientales y biológicas distintas, el grupo global de científicos está creando una base de datos “viviente” microbiomas extremos, única y de código abierto, garantizando la conservación de valiosos metadatos y material biológico para futuras investigaciones y desarrollos.
Microbios extremófilos al rescate
Durante décadas, los científicos han advertido la urgencia de reducir las emisiones de CO2 para frenar el calentamiento global y, al mismo tiempo, investigado en la búsqueda de soluciones para remediar el daño causado por la actividad humana. Sin embargo, reducirla hasta cero emisiones netas no es suficiente. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) ha enfatizado en la necesidad eliminar el CO2 presente en la atmósfera para lograr un impacto significativo y atenuar la crisis climática.
Son diversas las soluciones que se han encontrado en la naturaleza de cara a la crisis climática durante las últimas décadas, En este caso, el microbio fotosintético verde volcánico nunca antes visto, aislado por el grupo global de investigadores miembros del Proyecto Two Frontiers (2FP), representa un progreso innovador en una investigación que abre la frontera para el desarrollo de aplicaciones para la captura de carbono y más allá.
De hecho, los primeros datos también sugieren que esta cepa puede, incluso, convertir el carbono capturado en compuestos valiosos como el bioplástico PHA biodegradable.
“La ‘materia oscura’ microbiana tiene un inmenso potencial para comprender y mejorar la salud de nuestro planeta. El descubrimiento de un microbio extremófilo en las aguas termales de Yellowstone hace medio siglo permitió el desarrollo de pruebas de PCR modernas; con el Proyecto Two Frontiers, estamos tomando la misma filosofía de exploración microbiana y ampliándola con tecnologías de secuenciación de última generación”, ha explicado el líder de la investigación Braden Tierney, doctor en ciencias biológicas y biomédicas enfocadas a la microbiología y la bioinformática.
Las expediciones y el trabajo de laboratorio
Los investigadores documentan una piscina termal en las Montañas Rocosas de Colorado. Fotografía de Seed Health / John Kowitz
En colaboración con investigadores de la Universidad de Palermo, la primera expedición del equipo tomó muestras de agua, sedimentos y otras fuentes de vida microbiana que rodean las filtraciones de CO2 volcánico cerca de Vulcano, una pequeña isla frente a la costa de Sicilia. Luego, junto con un equipo más amplio de la Escuela de Medicina de Harvard, la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad de Wisconsin-Madison, cultivaron organismos específicos que capturan carbono de estas muestras en un entorno de laboratorio que favorece el crecimiento de microbios con el apetito más voraz. para CO2. A través de este trabajo, los investigadores aislaron una bacteria fotosintética verde volcánica nunca antes vista.
«Estas bacterias parecen crecer de forma natural en estas columnas volcánicas, utilizando de manera eficiente el abundante CO2; cuando se comparan con algunas de las cianobacterias de más rápido crecimiento descritas, la cepa fue más eficiente en la captura de carbono en varias condiciones. También parecen haberse adaptado a la entorno burbujeante y agitado de las columnas volcánicas al volverse más denso y hundirse más fácilmente, un rasgo inusual que podría resultar útil para capturar carbono y hundirlo en las profundidades del océano para su secuestro», dijo el microbiólogo y genetista Max Schubert, quien participó en esta investigación del Proyecto Two Frontiers.
Luego de culminar con éxito la primera expedición, el equipo exploró manantiales carbonatados en las Montañas Rocosas de Colorado, donde las concentraciones de CO2 disuelto son hasta mil veces más altas que las filtraciones volcánicas de Sicilia. Usando el sistema MinION de Oxford Nanopore, secuenciaron el ADN en el campo y diseñaron en el sitio, medios para detectar y aislar microbios eficientes en la captura de carbono. Esta técnica innovadora integra cientos de años de práctica microbiológica con tecnología de secuenciación de ADN de vanguardia, un cambio fundamental en la forma en que se realiza la ciencia remota en entornos extremos.
A provechar el potencial del microbioma
Braden Tierney recolecta muestra de las filtraciones volvánicas de CO2 cerca de la Isla Vulcano frente a las costas de Sicilia, Italia. Fotografía de Seed Health / John Kowitz
En opinión de los autores esta investigación, financiada por Seed Health empresa especializada en el uso de la microbiología para el desarrollo de aplicaciones para la salud humana y planetaria, abre la compuerta para aprobvechar el potencial del microbioma para abordar algunos de los desafíos más apremiantes que enfrenta el sistema Tierra, desde la remediación del carbono hasta la gestión de recursos y la preservación ecológica.
«A medida que profundizamos en el mundo sin explotar de la vida microbiana, descubrimos soluciones transformadoras que pueden mejorar significativamente la salud planetaria y allanar el camino para un futuro más sostenible», afirma el genetista, ingeniero molecular y químico George Church, miembro del Consejo Científico de Seed Health.
Con información de The Guardian, Two Frontiers y Actualidad RT
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