Mecanismos de tolerancia a metales pesados en bacterias poliextremófilas aisladas de estromatolitos vivos en la puna andina

El creciente contenido de compuestos de metales pesados y metaloides como contaminantes antropogénicos, especialmente de las especies Cr (VI), Cd (II), Cu (II), Pb (II), Ni (II), Co (II) y As (III, V) se ha convertido en un problema grave debido a su toxicidad hacia los organismos vivos. Estos compuestos deben eliminarse mediante tratamientos eficientes. La biosorción de metales pesados por microorganismos es un proceso efectivo y ecológicamente seguro para retirar o inmovilizar iones en medio líquido o sólido. El análisis genómico de las cepas Exiguobacterium sp. S17 y Salinivibrio sp. S34, aisladas a partir de estromatolitos en Laguna Socompa Salta, Argentina (3.570 m.a.s.l.), mostró una amplia variedad de genes de resistencia a diferentes metales pesados y metaloides. Por lo tanto, estos microorganismos son excelentes candidatos para estudios de remoción de metaloides y metales pesados de ambiente contaminados. En este trabajo se estudió la respuesta de S17 y S34 frente a metales pesados y metaloides estudiando los mecanismos involucrados en dicha resistencia y la presencia de eventos de adsorción, bioacumulación o bioespeciación con el fin de proponer su utilización en procesos de remediación de metaloides y/o metales pesados. La tolerancia frente a Cr, Cd, Co y As se evaluó en medio LB y MGM (sólido y líquido). Posteriormente sé estudio el crecimiento celular con y sin la adición de Cr(VI) al medio y la capacidad de reducción de Cr(VI) mediante la técnica colorimétrica de 1, 5-Diphenylcarbazide. La concentración de Cr total se analizó por espectroscopia de absorción atómica a las 24, 48 y 72hs. Ambas cepas crecieron en presencia de los metales ensayados, se observó mejor respuesta por parte de la cepa S34 [Cr(5mM), As (5mM), Cd (1.5mM) y Cu (20mM)] respecto a S17 [Cr (4mM), As (5mM), Cd (0,14mM) y Cu(24mM)]. El crecimiento celular no fue afectado por la adición de Cr al medio en S34, mientras que S17 disminuyo su crecimiento por abajo del 50%. El análisis de los resultados mostró que ambas cepas presentaron excelentes perfiles para la remoción de Cr(VI) durante las 72hs de cultivo. Se observaron valores de remoción del metal presente en el medio de entre 60-80% en S34 y del 45-55% en S17. Cuando se analizó Cr total en los sobrenadantes, este prácticamente se mantuvo constante durante todo el cultivo. En los ensayos no se observó cambios en la concentración de Cr(VI) para los controles abióticos. Podemos inferir que el mecanismo de resistencia a Cr(VI) involucrado en las cepas de altura, estaría principalmente ligado a procesos de bioespeciacion de Cr(VI), mediante la reducción del metal a su especie menos tóxica Cr(III) y no a la bioacumulación en las células. Estos son los primeros avances realizados en nuestro grupo enfocados en la aplicación directa de microbianos en estrategias de remediación de metales pesados.Fil: Barrientos Avila, Lia Marisel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Albarracín, Virginia Helena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia; ArgentinaFil: Farias, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Ordoñez, Omar Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología; V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos; V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos y XIV Congreso Argentino de Microbiología GeneralCiudad Autónoma de Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Microbiología Genera

Efecto del cromo y el arsénico sobre el crecimiento y la estructura celular de cepas poliextremofilas aisladas de la puna

Exiguobacterium sp. S17 y Salinivibrio sp. S34 son cepas poliextremofilas aisladas de estromatolito en Laguna Socompa (LS), un ambiente que presenta condiciones ambientales extremas (altas radiación ultravioleta, hipersalinidad, temperaturas variables, baja concentraciones de nutrientes y altos contenidos de metales pesados y metaloides). En estudios previos se evidencio la alta resistencia a RUV, salinidad y a metales pesados y metaloides, lo que lleva a proponer a estas bacterias como excelentes candidatos para estudios de remoción de Cr y As de ambiente co-contaminados. Así, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto en el crecimiento y la estructura celular que producen el cromo (Cr) y el arsénico (As), y la combinación de ambos sobre las cepas poliextremofilas de altura S17 y S34. Para ello, crecimientos celulares de S17 y S34 fueron realizados en frascos de vidrio con 30 mL de medio MGM10% y LB, suplementados con As[III] (0,5-4mM) y Cr[VI] (0,5-5mM) y una combinación de ambos metales (0,5 y 1 mM). Los ensayos fueron realizados hasta 72hs, con toma de muestras a diferentes tiempos. Se evaluó el crecimiento celular y la capacidad de reducción de Cr(VI) mediante la técnica colorimétrica de 1, 5-Diphenylcarbazide. También, diferentes muestras fueron fijadas y llevadas al Centro Integral de Servicios y Microscopía Electrónica (CISME, Tucumán) para ser procesadas y fotografiadas con microscopía electrónica de barrido; El crecimiento celular de S17 fue afectado a concentraciones elevada de Cr (3 y 4 mM), disminuyendo su crecimiento por abajo del 50%. En S34 este efecto se observó recién a 4 y 5 mM. Respecto al crecimiento en As, el efecto fue notorio a partir de 4mM, mientras que la combinación de ambos metales no produjo efecto aparente a las concentraciones evaluadas (0,5-1 mM) en las dos cepas en estudio. En cuanto a la remoción de Cr(VI) durante las 72hs de cultivo, ambas cepas presentaron excelentes perfiles, observándose valores de remoción de Cr en el medio de entre 60-70% en S34 y del 70-85% en S17. El estudio del efecto del As sobre la morfología celular de S17 evidencio un incremento de su tamaño, observándose diámetros entre 629 - 944 nm (control), mientras que los diámetros fueron mayores en el cultivo suplementado con As[III] 1mM (787 - 1338 nm). En tanto, en presencia de Cr se observó un alargamiento celular de 662 nm a 1440 nm con la formación de un septo. El efecto del As sobre la morfología de S34 no produjo cambios aparentes a las concentraciones testeadas, aunque se observó en algunos campos células circulares de tamaño considerable (2246-2461nm), ausentes en el control. Mientras que en presencia de altas concentraciones Cr (4 mM) se observó un alargamiento de la célula de 300-600 nm (control) a 11090 nm, con un aspecto envejecido y deshidratado; En base a nuestros resultados podemos concluir que las cepas de altura presentan una excelente performance en cultivos co-contaminados con Cr y As, lo que apoyaría la idea de la aplicación directa de estas bacterias en estrategias de remediación de metales pesados.Fil: Barrientos Avila, Lia Marisel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Farias, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Albarracín, Virginia Helena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia; ArgentinaFil: Ordoñez, Omar Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaIII Jornadas de Microbiología sobre Temáticas Específicas del NOASan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí