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Marine Microorganisms: Cultivation Methods for Improving their Biotechnological Applications

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El cultivo de microorganismos marinos no cultivados mediante técnicas innovadoras

Los microrganismos son clave para los ecosistemas y podrían constituir la base para el diseño de antibióticos y como fuente ilimitada de energía. Los datos sobre las aplicaciones de los microorganismos marinos son limitados, por lo que el equipo del proyecto MACUMBA, financiado con fondos europeos, ha diseñado técnicas biotecnológicas revolucionarias para aislar y cultivar este tesoro.

Cambio climático y medio ambiente
Alimentos y recursos naturales
Salud

La sociedad europea se enfrenta numerosos retos, desde el cambio climático y el aumento de la concentración de CO2 hasta las crisis energética y alimentaria, que azotan sin pausa la vida diaria de los ciudadanos. El 70 % del planeta está cubierto por un océano colmado de microorganismos ocultos que proporcionan alimento a organismos de mayores dimensiones como los peces. Además, intervienen en la «bomba de carbono» que contrarresta el aumento de CO2 y el calentamiento global. El 99 % del total del número de especies permanecen desconocidas y el 90 % de la biomasa oceánica es microscópica, por lo que resulta esencial estudiar cómo funcionan estos procesos en el microbioma. Para ello se inició el proyecto MACUMBA (Marine microorganisms: Cultivation methods for improving their biotechnological applications) cuyo objetivo fue diseñar técnicas innovadoras para el aislamiento y el cultivo de diversos microorganismos marinos: las bacterias, las arqueas y los eucariotas. «Durante la formación en microbiología se ha prestado poca atención al aislamiento y el cultivo de microorganismos, por lo que el proyecto MACUMBA se diseñó para, entre otros objetivos, abordar esta cuestión y señalar la importancia de conservar microorganismos en grupos de cultivo y recursos biológicos para la población», afirma el coordinador del proyecto Lucas Stal. La biotecnología para afrontar los cambios en los cultivos Uno de los principales retos fue determinar, simular y muestrear las condiciones naturales de los microorganismos ocultos y desconocidos hasta la fecha. El océano no es homogéneo y en él conviven entornos muy diferentes. Para abordar esta cuestión, el equipo de MACUMBA decidió cultivar microorganismos de forma pura y conjunta a fin de encontrar pistas sobre microorganismos, compuestos y rasgos novedosos. Antiguamente se pensaba que el estudio más preciso de los microorganismos se debía realizar en cultivos puros y con el análisis de los ácidos nucleicos (ADN y ARN). En la actualidad la técnica ha cambiado, ya que los microorganismos no viven de forma aislada en la naturaleza sino que se proporcionan unos a otros factores de crecimiento esenciales. Como resultado, se empleó un amplio rango de técnicas innovadoras para el estudio de los microrganismo marinos Para el aislamiento de células individuales de entre una mezcla de células como un «Survival Box» y recoger cianobacterias para realizar un seguimiento de sus condiciones de crecimiento, resistencia y reacción a estrategias de cultivo externas se diseñaron pinzas ópticas. «Se extrajo ADN y ARN de microorganismos aislados y se analizó su genoma y su transcriptoma a fin de detectar datos de determinados rasgos. También se extrajo ADN y ARN de cocultivos y se compararon con los cultivos puros a fin de obtener información sobre las interacciones que tenían lugar», señala Lucas Stal. Otro reto de este proyecto fue la conservación de estos organismos aislados. El equipo, formado por veintidós socios procedentes de los doce países de la Unión Europea, se centró en la crioconservación en vapor de nitrógeno líquido (-196 ºC) mediante diversos crioconservantes (como DMSO, glicerol, metanol y otros) y protocolos de congelación. El futuro después de MACUMBA El final oficial del proyecto está previsto para julio de 2016, en esta fecha se desvelarán miles de microorganismos biodiversos como la bacteria acuática más pequeña del mundo así como nuevas técnicas de cultivo y grupos novedosos. El descubrimiento de nuevas especies y la revelación de los misterios de los océanos sigue siendo un desafío importante para la ciencia. Para desvelar todo el potencial de los microorganismos marinos como productos comercializables se necesitan muchos más años de colaboraciones de este tipo. No obstante, el Dr. Lucas Stal próximo a su jubilación, piensa que este estudio marca el inicio de una nueva era. Las técnicas desarrolladas en MACUMBA representan sin duda un primer paso crucial hacia la realización de investigaciones similares que en un periodo no muy lejano permitirán el diseño de productos farmacológicos y biotecnológicos.

Palabras clave

MACUMBA, salud, biología marina, entorno, sociedad

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