Por. Claudia María Perinango Chávez
La presente entrevista fue realizada al Doctor en ciencias Diego Antonio Leonardo Cabrejos, investigador de nacionalidad peruana que actualmente reside en Brasil.
Él, actualmente se encuentra trabajando en un interesante proyecto en donde se encontraron y extrajeron enzimas degradadoras de polímeros, PET de microorganismos aislados de la Antártida, un ambiente extremo.
1. Cuéntenos un poco acerca del tema central de su proyecto.
El tema central de este proyecto es encontrar moléculas que nos ayuden a degradar el plástico, hablando de forma directa. Sabemos que hoy en día el plástico es un tema de contaminación mundial muy grande, ya que cada vez se eleva el consumo de este. La acumulación que se está generando es peligrosa, ya se ha detectado incluso que nosotros mismos llegamos a consumir microplásticos lo que conlleva a daños en la salud de las personas.
Así como varios laboratorios a nivel del mundo, nosotros también empezamos a trabajar en esta investigación para poder encontrar moléculas potenciales degradadoras de plástico; este proyecto surge de una colaboración con un grupo de investigación del Dr. César Ramírez de la Universidad Católica de Chile, en donde ellos lograron detectar 11 genes con una potencial actividad PETasa en microorganismos que se aislaron de muestras tomadas de la Antártida. Lo que se quiere es caracterizar estas proteínas, observar sus funciones, resolver sus estructuras y correlacionar la función de la proteína con la estructura de la misma.
(Figura 1. Bacterias extremófilas. Hipertextual ciencia)
2. ¿Con qué finalidad se está realizando este proyecto?
Bueno, en sí, hay dos finalidades. La primera es encontrar una potencial PETasa que se pueda utilizar como una molécula degradadora de plástico. Ya que cuando se llega a identificar una proteína que tenga una actividad de interés, se puede llevar a cabo la producción a escala industrial de esta, para utilizarla específicamente en la Biotecnología industrial como una molécula degradadora de PET.
Y, por otro lado, la segunda finalidad es consolidar un grupo de investigación del Dr. César Ramírez, ayudando a la formación de sus alumnos, entrenándolos en diversos procedimientos de importancia como resolución de estructuras, procesamiento de datos, etc.
(Figura 2. Acumulación de residuos plásticos. La cultura del plástico)
3. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar microorganismos de la Antártida frente a microorganismos ambientales convencionales?
Inicialmente yo podría dar una respuesta simple a esta pregunta, ya que el Dr. César aisló muestras de la Antártida y en pleno análisis metagenómico encontró PETasas, estas moléculas despertaron su interés, entonces se decidió a trabajar con ellas en conjunto.
Sin embargo, cuando hablamos de microorganismos extremófilos, que viven a muy bajas temperaturas, sabemos que las moléculas que poseen dentro tienen adaptabilidad, ya que estas proteínas han evolucionado para adaptarse a ese ambiente, entonces, es muy probable que estas moléculas tengan un mecanismo de acción un poco diferente, pueden presentar una resistencia diferente a la convencionales, etc.
Podemos aislar un microorganismo de un ambiente no extremo, que tenga una enzima capaz de degradar PET, sin embargo, esta realiza una actividad enzimática a una temperatura, velocidad y concentración de sustrato determinados. Lo que queríamos entender es que las enzimas de este microorganismo, que sobrevive a temperaturas diferentes, también tienen un mecanismo de acción diferente. Por lo tanto, siempre resulta interesante buscar organismos extremos diferentes a los convencionales para intentar encontrar diferencias significativas en las tasas de reacciones enzimáticas.
(Figura 3. Bacterias de la Antártida. Ciencia hoy)
4. ¿Qué aplicaciones alternas encuentra usted para la aplicación de los microorganismos con los cuáles trabaja actualmente?
Así como se identificaron PETasas dentro de estas bacterias de la Antártida, también se han podido detectar genes de un segundo nivel de degradación de PET, esto quiere decir que, nosotros tenemos el PET, el polímero más grueso de plástico, este se va a ir degradando, pero para cada nivel de degradación de plástico se requieren enzimas diferentes. Entonces lo que se ha encontrado primero son enzimas que permiten degradar el PET y luego se han ido encontrando potenciales genes para los grados subsecuentes de la degradación del plástico, hasta minimizarlo.
También se pueden buscar otros tipos de mecanismos, por ejemplo, es muy interesante intentar entender si es que tienen algún sistema de protección al shock térmico a bajas temperaturas y quizá esto sea un sistema que nos ayude, en un futuro, a proteger cultivos, pero eso sí es ir un poco más lejos de la parte básica que nosotros trabajamos, sin embargo, creo yo que podríamos encontrar genes que le permiten al microorganismo sobrevivir en estas bajas temperaturas y podrían ser aplicables en transgénicos.
(Figura 4. PETasa. Flagellum)
5. ¿Cuáles han sido las limitaciones a las que se ha enfrentado durante el desarrollo de este proyecto?
Una de las limitaciones es la mano de obra porque a penas tenemos un alumno que está trabajando con los 11 genes y esto es bastante trabajo para 1 sola persona, en realidad, hemos avanzado bastante rápido para la disponibilidad de gente que tenemos trabajando en este proyecto. Sin embargo, la principal limitación de este proyecto es que, como se está trabajando con proteínas de un microorganismo extremófilo, el hecho de trabajarlas in vitro es sumamente difícil. Como te comentaba, estas proteínas han evolucionado para trabajar a bajas temperaturas, en el laboratorio nosotros tratamos de simular esas temperaturas, pero no es fácil de lidiar con ellas, porque necesitamos alcanzar un nivel de concentración de muestra específica para comenzar a realizar los estudios de la proteína, pero, antes de alcanzar este nivel la muestra se degrada, se pierde y tenemos que emplear las más minuciosas estrategias poder mantenerla estable de manera in vitro. Entonces, la principal limitación es que estas moléculas son sumamente inestables para poder trabajarlas en el laboratorio, y uno de los grandes retos ha sido estudiar cómo es que nosotros podemos mejorar la estabilidad de estas proteínas in vitro y poder continuar con la investigación.
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