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Este proyecto EXPLORA de la Estación Experimental del Zaidín permitirá la construcción del primer biosensor con detección extracitoplasmática.

Los biosensores permiten detectar distintos compuestos mediante componentes biológicos. Algunos biosensores consisten en bacterias vivas genéticamente modificadas. Actualmente existen en torno a 5900 patentes de distintos tipos de biosensores. Un grupo de investigación del Departamento de Protección Ambiental de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ), centro perteneciente a la Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), va a diseñar y desarrollar el primer biosensor con detección extracitoplasmática (fuera de la célula) de compuestos derivados del petróleo para utilizar in situ. Este biosensor sería el primero en detectar hidrocarburos aromáticos y alifáticos presentes en el exterior de la célula.

Cuando el agua se encuentra contaminada por compuestos derivados del petróleo, estos se pueden detectar en laboratorio mediante instrumentos muy caros que permiten poner de manifiesto los hidrocarburos alifáticos y aromáticos presentes. Estos compuestos son muy abundantes en el petróleo y también en disolventes. “Se pueden usar técnicas como la HPLC combinada con espectrometría de masas, pero son muy costosas y no se pueden realizar in situ. Otra opción es el uso de biosensores. Se trata de células enteras que, aunque tienen una sensibilidad inferior al HPLC y un error de medida mayor, son fáciles de utilizar y no requieren el uso de aparatos sofisticados. En un cultivo de bacterias, éstas detectan el compuesto y cambian de color o emiten luz, indicando si el agua está contaminada”, detalla Tino Krell, investigador que lidera el proyecto.

Todos los biosensores existentes hasta ahora realizan la detección de los hidrocarburos dentro de la célula, es decir, sólo detectan la presencia de los hidrocarburos que han entrado en el interior. La intención de estos investigadores de la EEZ-CSIC es diseñar un biosensor que detecte la presencia de hidrocarburos en el exterior de la célula. “La razón para desarrollar este tipo de biosensor es que la concentración de hidrocarburos es superior fuera de la célula”, aclara el investigador Tino Krell.

Para crear estos biosensores, el grupo de investigación de la EEZ-CSIC usará bacterias del género Pseudomonas que son resistentes a hidrocarburos orgánicos. Estas bacterias sobreviven en los hidrocarburos aromáticos gracias a unas bombas que los expulsan al exterior, disminuyendo así su concentración dentro de la célula (citosol).

Proteína quimérica

El diseño de este biosensor se basa en la construcción de una proteína quimérica (fusión entre dos proteínas) utilizando el quimiorreceptor McpT para hidrocarburos aromáticos descubierto en este laboratorio. Los investigadores han demostrado que dicho quimiorreceptor detecta hidrocarburos en el exterior de la célula.

Esta acción Explora, incluida dentro del Plan Nacional de investigación, es una acción complementaria cuyo objetivo final es registrar una patente de un biosensor para analizar las aguas directamente in situ mediante un cultivo de bacterias. Permitiría ver si hay contaminación o no simplemente observando el aumento de bioluminiscencia o el cambio de color del cultivo bacteriano. Se tratará por tanto de un nuevo biosensor rápido y barato con una aplicación práctica directa.

 

Fuente: Estación Experimental del Zaidín