La biología de sistemas brinda nuevas posibilidades en la lucha contra los problemas medioambientales globales

Una de las primeras imágenes de La Tierra tomada por humanos. Fotografiada desde el Apollo 8 a 30.000km Una de las primeras imágenes de La Tierra tomada por humanos. Fotografiada desde el Apollo 8 a 30.000km NASA, Gobierno de EEUU, via Wikimedia Commons

Una nueva perspectiva que evalúe en toda su complejidad los problemas de contaminación y sus posibles soluciones es esencial para alcanzar estrategias de biorremediación eficaces. La biología de sistemas y la biología sintética ofrecen las herramientas necesarias para implementar este nuevo enfoque. Este planteamiento abre las puertas al uso de microorganismos para reducir cambios globales como el cambio climático.


Los problemas de contaminación ambiental suelen conllevar situaciones muy complejas en las que intervienen múltiples factores. A la hora de afrontar estos cambios mediambientales con técnicas de biorremediación –es decir, utilizando microorganismos u otros seres vivos–, es esencial tener en cuenta el contexto en su totalidad y evaluar todas las posibles implicaciones.

Esto es lo que pregonan investigadores del Centro Nacional de Biotecnología de CSIC (CNB-CSIC) en un artículo publicado en las revista Biotechnology Advances junto a científicos de la República Checa y Dinamarca. En el trabajo, los autores consideran que las estrategias de biorremediación desarrolladas en las últimas décadas no han sido eficaces debido su enfoque reduccionista.

El renacer de la biorremediación

“Estamos en un momento emocionante. Los nuevos campos de la biología, como la biología de sistemas y la biología sintética, nos ofrecen herramientas muy poderosas con las que podemos abordar la situación en su totalidad, teniendo en cuenta todos sus problemas e implicaciones. Debemos reconsiderar los mismos retos de contaminación ambiental desde una nueva perspectiva. Es lo que nosotros llamamos biorremediación 3.0”, explica Víctor de Lorenzo, director del trabajo e investigador del CNB-CSIC.

Los investigadores aseguran que este nuevo planteamiento permitirá limpiar aguas o suelos contaminados por compuestos tóxicos de manera más eficiente. Pero, además, permitirá minimizar el cambio climático y otros cambios globales provocados por la acción humana. “Este enfoque abre las puertas al uso bacterias para eliminar los gases de efecto invernadero de la atmósfera o los plásticos de los océanos”, indica de Lorenzo.

Biotecnología contra el cambio climático

“Ya no hablamos solamente de eliminar los contaminantes o degradarlos a compuestos menos tóxicos. Podemos modificar los microorganismos para que reconviertan compuestos perjudiciales en otros de mayor valor económico y social”, asegura el investigador.

En su publicación, los científicos proponen una metodología de trabajo para implementar este novedoso planteamiento. Según el artículo, primero hay que conocer el contaminante en profundidad y todas las rutas metabólicas en las que está implicado. En segundo lugar hay que seleccionar el microorganismo adecuado y estudiarlo minuciosamente para, finalmente, diseñar la estrategia óptima y adecuarla al contexto.

En el trabajo los científicos también destacan la necesidad de un cambio de actitud de la sociedad. “Las limitaciones regulatorias a la hora de trabajar con microorganismos genéticamente modificados frenan el avance de la investigación. El uso de los microorganismos para solventar estos problemas globales solo se hará realidad si la población acepta la biotecnología como parte inseparable de su vida diaria”, concluyen los autores.

 

La biorremediación en la historia.

El uso de microorganismos para eliminar o degradar compuestos tóxicos comenzó en los años 70. En esta década se planteaba aprovechar la capacidad natural de los microorganismos para limpiar contaminantes de origen humano. Es lo que los autores denominan biorremediación 1.0. Pronto se observó que había productos de origen humano que los microorganismos en su estado natural eran incapaces de eliminar. Con el auge de la ingeniería genética (1980-1990) se comenzó a modificar estas bacterias para mejorar su capacidad de degradación de determinados compuestos tóxicos. Surge así la llamada biorremediación 2.0.  Sin embargo, a pesar de algunos buenos resultados, esta aproximación desembocó en pocos éxitos. Los autores de este trabajo instan a reconsiderar la situación y dar un nuevo enfoque al campo de la biorremediación a través de lo que ellos denominan biorremediación 3.0.

 

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El efecto multi-escala de los distintos tipos de contaminantes emitidos por las actividades urbanas e industriales puede modelizarse y mitigarse mediante la adopción de las herramientas conceptuales y materiales de la Biología Sistémica (que une a la Biología de Sistemas con la Biología Sintética). / Víctor de Lorenzo, CNB-CSIC

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