Revista Beauchef - Especial Sustentabilidad

33 Revista Beauchef Izquierda: Imágenes reales de bacterias en dispositivos microfluídicos, trazando sus trayectorias. Derecha: Simulación computacional de bacterias en canal de igual tamaño. Bacterias nadando en suelos artificiales bacterias, analizando los dos flagelos o colas que poseen, los cuales usan para desplazarse por el suelo (uno subpolar y otro lateral). Ade- más de la influencia de la geometría del terreno en este proceso. Para ello, investigaron dos cepas de bacterias: una salvaje (con ambos flagelos) y una mutante (solo con flagelo subpolar) y las pusieron a nadar en dispositivos microfluídicos (del tamaño de un posavasos) creados por Cordero. Estos minila- boratorios tenían una región sin obstáculos y otra llena de canales que simulaban la porosidad del suelo. “ Usamos poros entre 5 y 20 micrones, que es cercano a un suelo de cultivo ” , señala la física chilena. “ Descubrimos que los flagelos laterales podrían ser ventajosos para que las bacterias naden en espacios más abiertos, pero al acercarse a las raíces, donde los canales se vuelven más estre- chos, dependen principalmente de su flagelo subpolar para nadar ” , agrega la académica DFI. También hallaron que, mientras más estrecho es el poro o canal, más lento nadan y más veces giran en 180° al chocar con paredes sólidas. “ El cuerpo de la bacteria es de aproximadamente 1 micrón, pero los flagelos llegan a medir 10 o 20 micrones, por lo que incluso en los canales más anchos, las bacterias sienten el confinamiento y eso se nota en las distribuciones de rapidez ” , explica María Luisa Cordero. Estos hallazgos son cruciales para mejorar los biofertilizantes. De hecho, el equipo argentino usó esta información para simular el avance de las bacterias inoculadas en un cultivo, compren- diendo su trayectoria hasta llegar a las raíces. Estos datos podrían usarse para desarrollar bacterias modificadas y adaptadas a las carac- terísticas particulares de cada suelo de cultivo. La bioflotación es un proceso industrial que usa microorganismos para facilitar la separación de minerales. Se inyectan bacterias en estanques con fluidos, las cuales se adhieren a los granos de los minerales y forman biopelículas que per- miten que este material flote y pueda ser reco- lectado. Aunque es una alternativa sustentable frente al uso de productos químicos sintéticos, su implementación en la industria minera está en desarrollo y requiere más investigación para su uso a gran escala. Con el objetivo de optimizar la formación de biopelículas de bacterias en estos procesos mi- neros, Rodrigo Soto, director del Núcleo Milenio y académico DFI-FCFM, y Francisca Guzmán, in- vestigadora del Núcleo y académica del Depar- tamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, junto a los estudiantes de Prácticas de Verano, Tamara Faúndez y Bas- tián Espinoza (ambos de la FCFM) realizaron una investigación publicada en la revista Frontiers , en la que estudiaron cómo las bacterias se mue- ven y adhieren a la superficie de un obstáculo sólido circular (2D) —con diversos tamaños— y cuánto tiempo exploran en torno a él. “ El proceso en que las bacterias se atraen a la superficie es la primera adhesión y es lo que simulamos en este trabajo para medir cuánto tiempo exploraban en torno al obstáculo. La segunda adhesión es un proceso bioquímico, donde las bacterias dejan su flagelo y se adhie- ren realmente a la superficie, formando las bio- películas y permitiendo la bioflotación ” , explica Francisca Guzmán. Para optimizar esta segunda adhesión, busca- ron establecer la combinación de parámetros que aumentan o disminuyen el tiempo de ex- ploración de las bacterias, variando su veloci- dad y persistencia del nado. “ Los resultados revelaron que las bacterias que nadaban en forma lineal (mayor persistencia), a velocidades más lentas e interactuando con obstáculos pequeños, lograron una mayor ad- hesión y formación de biopelículas ” , explica Rodrigo Soto. Estos parámetros podrían ser muy útiles tam- bién para mejorar la filtración microbiana en aplicaciones ambientales, mineras y sanitarias a futuro. “ Con los avances de la ingeniería ge- nética actual es posible hacer modificaciones para controlar el movimiento de las bacterias, logrando que naden de manera suave y conti- nua o induciendo giros frecuentes, según se necesite ” , concluye el académico. Minería verde x y Estudio muestra que hay mejor bioflotación cuando: GRANO DE MINERAL SUPERFICIE » Bacterias nadan más lento » Nadan en forma lineal » Interactúan con granos más pequeños Las bacterias son llevadas por el flujo y también nadan a través de él. 1 PASO Las bacterias chocan con grano mineral, lo exploran y se pegan, formando una biopelícula. 2 PASO Las bacterias que no forman la biopelícula pueden pegarse a otros obstáculos. 3 PASO De izquierda a derecha, María Luisa Cordero, Francisca Guzmán y Rodrigo Soto. Fuente: NMFMA Reportaje Especial Sustentabilidad / Reportaje Video Revisa la cápsula animada “ Bacterias como biofertilizantes ”