En la búsqueda de nuevas formas de vida, un grupo de científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, descubrió dos nuevas especies microbianas que crecen en el gas tóxico óxido nítrico (NO) y lo reducen completamente a dinitrógeno (N2). Este descubrimiento es importante porque el óxido nítrico es una molécula fascinante y versátil, importante tanto para los seres vivos como para el medio ambiente. Pero la investigación sobre el tema es escasa y, hasta ahora, los microorganismos que crecen en él no habían sido cultivados.
El óxido nítrico es una molécula importante para todos los seres vivos, así como para el medio ambiente. Es altamente reactivo y tóxico, y se utiliza como una molécula de señalización. También agota la capa de ozono en la atmósfera de nuestro planeta y es el precursor del gas de efecto invernadero óxido nitroso.
Según los científicos, el óxido nítrico podría haber desempeñado un papel fundamental en el surgimiento y la evolución de la vida en la Tierra, ya que estaba disponible como un oxidante de alta energía mucho antes de que hubiera oxígeno. Y es que, a pesar de su toxicidad, los microorganismos utilizan el NO para crecer.
El descubrimiento de estas nuevas especies microbianas abre nuevas oportunidades de investigación en la comprensión del papel del óxido nítrico en la evolución y la ecología microbiana. Además, estos hallazgos podrían tener implicaciones importantes en la lucha contra el cambio climático a través de la eliminación de gases de efecto invernadero.
Descubren dos nuevas especies
El equipo de científicos liderados por Paloma Garrido Amador y Boran Kartal del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, descubrieron y caracterizaron dos nuevas especies microbianas que crecen en el gas tóxico óxido nítrico y lo redujeron completamente a N2.
Los microorganismos se cultivaron en biorreactores en condiciones controladas que imitan su ambiente natural, y los investigadores observaron aspectos interesantes de su estilo de vida. El cultivo de estos microorganismos fue muy desafiante debido a la toxicidad del óxido nítrico, lo que requería equipo especializado y precauciones de seguridad adicionales. Sin embargo, los científicos aceptaron el reto y lograron mantener los cultivos creciendo durante más de cuatro años. Aún continúan observando su comportamiento.
El estudio partió de una visita a la planta de tratamiento de aguas residuales de Bremen, donde recolectaron lodos del tanque de desnitrificación. Una vez en el laboratorio, agregaron los lodos a un biorreactor y comenzaron la incubación suministrando NO. El biorreactor permitió a los científicos cultivar microorganismos en condiciones controladas que imitaban su entorno natural.
Los científicos nombraron a estas dos nuevas especies Nitricoxidivorans perserverans y Nitricoxidireducens bremensis. A partir de estos dos microorganismos, se obtuvieron valiosos conocimientos sobre cómo crecen, en particular los que reducen el óxido nítrico. Además observaron que estos microorganismos no se comportan de la misma manera que los organismos modelo, que son fácilmente cultivados y, por lo tanto, estudiados extensivamente.
| Alexandra Krüger /Instituto Max Planck de Microbiología Marina
Servirá en la lucha contra el cambio climático
Los microorganismos enriquecidos convirtieron el NO en dinitrógeno (N2) de manera muy eficiente y sin emitir gases de efecto invernadero como el óxido nitroso. Este es particularmente relevante para aplicaciones prácticas, ya que muchos otros microorganismos convierten el NO en óxido nitroso, que es un potente gas de efecto invernadero. El N2, en cambio, es inofensivo. Cada molécula de NO que se transforma en N2, en lugar de óxido nitroso, es una menos que contribuye al cambio climático.
“Prácticamente no hubo emisiones del gas de efecto invernadero óxido nitroso”, dijo Boran Kartal, líder del grupo de Investigación de Fisiología Microbiana del Instituto Max Planck en Bremen.
Más adelante, los investigadores de Max Planck estarán cultivando otros microorganismos que respiran NO utilizando muestras de entornos naturales y de ingeniería. Todo esto permitirá descifrar el papel del NO en procesos conocidos y aún desconocidos del ciclo del nitrógeno. Así como su importancia en los entornos naturales y artificiales donde tienen lugar estos procesos.
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