Estudio de bacterias del género Pseudomonas en la degradación de hidrocarburos y síntesis de biosurfactantes: análisis del efecto de los polihidroxialcanoatos

• Main Author: Di Martino, Carla
• Other Authors: Raiger Iustman, Laura Judith
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Spanish
• Published: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2015
• Subjects: PSEUDOMONAS; POLIHIDROXIALCANOATOS; XILENO; BIOSURFACTANTE; POLYHYDROXYALKANOATES; XYLENE; BIOSURFACTANT; Alta; Argentina; Langmuir; Antarc*; Antarctica
• Online Access: https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5752_DiMartino; http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n5752_DiMartino_oai

Uno de los problemas ecológicos más relevantes en la actualidad es la contaminación ambiental. La biorremediación se ha convertido en una estrategia de gran utilidad, la cual requiere de microorganismos capaces de sobrevivir y adaptarse a estos ambientes contaminados. Ha sido descrito, que la acumulación de polihidroxialcanoatos (PHA) mejora la sobrevida, competitividad y la tolerancia al estrés. Debido a esto, se analizaron microorganismos capaces de acumular PHA aislados de ambientes naturales: P. extremaustralis, aislada de la Antartida; y Pseudomonas sp. KA-08 y Pseudomonas sp. KB- 08, aisladas de ambientes con presencia de altas concentraciones de hidrocarburos. Pseudomonas sp. KA-08 se destacó por su capacidad de degradar hidrocarburos monoaromáticos (BTEX), tolerar altas concentraciones de los mismos y sintetizar compuestos tensioactivos. La búsqueda de los genes claves involucrados en la degradación de BTEX mostró la presencia de las vías TOL y TOD lo cual es un evento poco frecuente en el género Pseudomonas, alcanzando una alta tasa de degradación de xileno como ejemplo de BTEX. Este resultado la destaca como agente degradador de dicho contaminante. Finalmente se decidió analizar la resistencia y capacidad complejante de esta cepa metales pesados como el cobre el cual puede coexistir en algunos sitios contaminados con hidrocarburos. KA-08 toleró concentraciones cercanas a 4 mM de cobre y presentó una alta biosorción que ajusta al modelo de Langmuir. Dado que la presencia de PHA favorece la adaptabilidad bacteriana al ambiente, se analizó el efecto que este polímero posee sobre diversas variables involucradas en la capacidad biorremediadora las cepas KA-08 y Pseudomonas extremaustralis. Los resultados de estos ensayos demostraron que la presencia de PHA en los inóculos de P. extremaustralis favorece la disgregación de biofilms e incrementa la producción de agentes que disminuyen la tensión superficial (TS). En concordancia con esto, se observó que en KA-08 el PHA también afecta favorablemente la síntesis de compuestos que disminuyen la TS. También se determinó que la acumulación de PHA afecta a la adherencia bacteriana al xileno y que dicho efecto podría ser extrapolable a otras Pseudomonas. Así mismo, la acumulación del polímero modificaría características de la superficie celular y produciría un efecto pequeño pero significativo sobre la degradación de xileno especialmente en su isómero más recalcitrante: o- xileno. Los resultados presentados en este trabajo muestran por primera vez la implicancia de la capacidad de acumular PHA sobre características deseables en organismos biorremediadores y evidencian la potencialidad de Pseudomonas sp. KA-08 para ser utilizada como un nuevo agente de degradación de xileno y remoción de cobre de ambientes contaminados. One of the most important environmental problems is pollution. Bioremediation has become a useful strategy, which requires microorganisms that can survive and adapt to these contaminated environments. It has been reported that the accumulation of polyhydroxyalkanoates (PHAs) improves survival, competitiveness and stress tolerance. Because of this, microorganisms capable of accumulating PHA isolated from natural environments were analyzed: P. extremaustralis, isolated from Antarctica; and Pseudomonas sp. KA-08 and Pseudomonas sp. KB-08, isolated from hydrocarbon contaminated environment. Pseudomonas sp. KA-08 exhibits a high ability to degrade monoaromatic hydrocarbons (BTEX), to tolerate high concentrations thereof and synthesize surfactants. Searching of key genes involved in BTEX degradation showed the presence of both TOD and TOL pathways, which is a rare event in the genus Pseudomonas. Copper tolerance and complexing ability was also tested in KA-08 showing a MIC of 4 mM and high biosorption levels that fits the Langmuir model. Due to PHA promotes bacterial adaptability to the environment; the effect of this polymer was analyzed. Our results showed that the presence of PHA in P. extremaustralis’ inocula promotes biofilms dispersion and increases the production of biosurfactants. In concordance, we observed that PHA synthesis also increase biosurfactant production in KA-08. It was also determined that the accumulation of PHA affects bacterial adherence to xylene. This effect could be extrapolated to other Pseudomonas. Finally, polymer accumulation induced cell surface modifications and produced a small but significant effect on xylene degradation, especially the most recalcitrant isomer: o- xylene. The results presented in this study showed for the first time the implication of PHA accumulation on bioremediation agents‟ desirable characteristics, and showed the potential of Pseudomonas sp. KA-08 as a new agent of xylene degradation and removal of copper from contaminated environments. Fil:Di Martino, Carla. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.