Los científicos aprovechan una cepa bacteriana presente en los residuos de poda para crear bioproductos sostenibles
Investigadores argentinos y españoles han descubierto una cepa bacteriana, Rhodococcus sp. 24CO, en los residuos de la poda del olivo con potencial para aplicaciones biotecnológicas.
Investigadores de Argentina y España han demostrado el potencial de una cepa bacteriana presente en los residuos de la poda del olivo para aplicaciones biotecnológicas.
El estudio, publicado en Fermentation, se basa en una investigación presentada en 2022 en el XVII Congreso Argentino de Microbiología General.
La cepa en cuestión, Rhodococcus sp. 24CO, convierte de manera eficiente diversas fuentes de carbono en lípidos neutros, especialmente triacilgliceroles, acumulando hasta un 47 % de su biomasa en forma de lípidos dietéticos.
Véase también: Un estudio descubre el potencial de las aguas residuales de las almazaras de aceitunas en la producción de biopesticidasLa síntesis microbiana de triacilgliceroles ha recibido una atención significativa recientemente debido a su potencial para producir productos sostenibles de alto valor a partir de materiales de desecho. Entre estos productos se incluyen biocombustibles, detergentes, fertilizantes, cosméticos y componentes farmacéuticos.
Rhodococcus sp. 24CO fue aisolado de las hojas de las variedades Frantoio en la costa este del sur de la Patagonia. Muchas especies de Rhodococcus son conocidas por su capacidad para mitigar la contaminación persistente y peligrosa, como los pesticidas, herbicidas y material radiactivo, así como por su capacidad para convertir sustratos baratos en compuestos más valiosos.
Para evaluar las propiedades y capacidades de la cepa, los investigadores la sometieron a diversas pruebas.
En cultivo, la 24CO pudo crecer en cuatro de las 50 fuentes de carbono analizadas, entre ellas la fructosa, el manitol, el sorbitol y el arititol. Las dos primeras, presentes de forma natural en las hojas de olivo, dieron lugar a acumulaciones de triacilglicerol de hasta el 47 % y el 28 % del peso seco celular, respectivamente.
También se produjo una elevada producción de lípidos neutros a partir del manitol en presencia de nitrógeno, lo que los autores consideran un comportamiento no descrito anteriormente y de relevancia industrial, ya que implica que la cepa produciría una elevada biomasa y, simultáneamente, grandes cantidades de triacilgliceroles.
El análisis químico de extractos de hojas frescas y deshidratadas de residuos de poda de olivo reveló altas relaciones carbono-nitrógeno, lo que indica su idoneidad para la producción de lípidos.
Otros cultivos confirmaron estos resultados, produciendo más del 20 % del peso seco celular en forma de lípidos neutros con la infusión deshidratada y un 8 % con la infusión fresca. Los triacilgliceroles producidos con la primera se asemejaban a los del cultivo con manitol.
Además, en ambos cultivos se detectaron pequeñas cantidades de polihidroxibutirato, un polímero de interés para la producción de plásticos biodegradables. El análisis del genoma de Rhodococcus sp. 24CO confirmó su potencial para sintetizar estos polímeros.
El análisis reveló además diferencias genéticas significativas entre 24CO y Rhodococcus sp. RHA1, uno de los miembros más estudiados del género. 24CO carecía de varios genes relacionados con el metabolismo redox y del nitrógeno presentes en RHA1, que suelen activarse en condiciones de producción de lípidos. La ausencia de estos genes no pareció obstaculizar la acumulación de lípidos en 24CO, lo que sugiere la existencia de mecanismos reguladores alternativos.
Aunque se descubrió que 24CO poseía menos enzimas de ésteres de cera que RHA1, sus rendimientos de lípidos fueron iguales o superiores a los de esta última. Esto sugiere que las enzimas responsables de la biosíntesis de triacilgliceroles en esta cepa podrían ser más eficientes. Sin embargo, las enzimas de la vía de Kennedy estaban plenamente presentes y presentaban una alta redundancia.
Tras evaluar las condiciones ambientales adecuadas para la especie, los investigadores concluyeron que podía sobrevivir y reproducirse entre 4 °C y 30 °C, con una temperatura óptima de 28 °C.
Los experimentos de salinidad y pH demostraron que podía tolerar hasta un cinco por ciento en peso por volumen de cloruro de sodio con un valor de pH de seis a diez, es decir, de ligeramente ácido a básico.
Los autores también señalan que la superficie de las hojas en la Patagonia representa un entorno hostil, sujeto a una elevada radiación ultravioleta, bajos niveles de nutrientes y desecación.
Aunque se están llevando a cabo muchas iniciativas destinadas a reducir y reutilizar los residuos del olivo, la mayor parte de los residuos de la poda del olivo todavía se queman.
Solo en España, la poda genera aproximadamente 1,25 millones de toneladas métricas de hojas al año. Los investigadores creen que Rhodococcus sp. 24CO es un candidato viable para transformar esta enorme biomasa en productos sostenibles y valiosos, principalmente a través de la biosíntesis de triacilgliceroles.