Sacar a los microbios de la oscuridad y llevarlos a la luz
Una alianza de investigación desarrolla nuevos métodos de cribado y cultivo de microorganismos biológicamente prometedores
Los microorganismos son las formas de vida más antiguas, abundantes y diversas de la Tierra y ofrecen un enorme potencial de aplicaciones biotecnológicas. Sin embargo, hasta la fecha sólo se ha podido aislar y cultivar una parte de ellos. El proyecto de investigación "MicroMATRIX", financiado con 1,5 millones de euros por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania y dirigido por el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), tiene como objetivo arrojar más luz sobre la oscuridad microbiana mediante el desarrollo de una línea de cultivo a partir de muestras ambientales para microorganismos con relevancia biotecnológica que antes no se podían cultivar.
Los microorganismos se sienten a gusto en las biopelículas. En la imagen del microscopio, están marcados en diferentes colores.
Ahmed Zoheir, KIT
"Los microorganismos son los catalizadores de una industria de base biológica y desempeñan un papel central en muchos procesos biotecnológicos. El desarrollo de nuestra sociedad hacia una bioeconomía sostenible hace necesario complementar y sustituir los procedimientos establecidos por procesos biotecnológicos", afirma el Dr. Kersten Rabe, del Instituto de Interfaces Biológicas 1 del KIT, que coordina el proyecto MicroMATRIX. "Además, se pueden desarrollar nuevos materiales de base biológica basados en sistemas biológicos. Por ejemplo, esto puede ser una opción para remediar la falta de nuevas terapias en la investigación sanitaria", subraya Rabe.
Todavía hay muchos puntos blancos en el mapa del mundo microbiano
A pesar de su gran importancia, los microorganismos siguen estando completamente infra investigados e infrautilizados en la actualidad. Se calcula que el 99 por ciento de todas las especies microbianas no se han podido aislar ni cultivar hasta ahora porque forman parte de consorcios multiespecíficos y suelen encontrarse en biopelículas en la naturaleza. En ellos, muchos microorganismos viven en comunidades y forman capas de limo, como las que se encuentran en las rocas submarinas. Producen una "matriz" circundante que, además del intercambio de nutrientes y sustancias mensajeras, desempeña un papel importante para la estructura de estas "comunidades residenciales". El objetivo del equipo del proyecto es imitar técnicamente estos factores. De este modo, los microorganismos biológicamente prometedores que hasta ahora no se podían cultivar se propagarán en el laboratorio, se caracterizarán y se harán tecnológicamente utilizables a largo plazo.
Selección genética de candidatos con buenas perspectivas de crecimiento
El proyecto MicroMATRIX reúne a expertos de la investigación y la industria en los campos de la bioinformática, la microbiología y la biología molecular, las ciencias de la ingeniería y la química, que trabajan juntos para desarrollar las tecnologías y los procedimientos necesarios durante los próximos tres años. Se trata de analizar la información genética de una mezcla ambiental de microorganismos para identificar los microorganismos individuales de interés biotecnológico y predecir las mejores condiciones para su crecimiento. "En particular, los métodos de análisis del genoma, que evolucionan rápidamente, por ejemplo la genómica unicelular, nos ayudan a explorar la "materia oscura" del mundo de los microorganismos", subraya la profesora Anne-Kristin Kaster, directora del Instituto de Interfaces Biológicas 5 del KIT, que forma parte del equipo del proyecto encargado de la identificación bioinformática y la clasificación selectiva de los organismos. El objetivo es marcar con fluorescencia los organismos seleccionados para poder aislarlos del resto de la "comunidad". A continuación, los organismos marcados se depositan en una cámara de incubación especial donde pueden crecer en condiciones perfectas.
Acerca del proyecto MicroMATRIX
El Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF) financia el proyecto MicroMATRIX (siglas de Microbial cultivation based on Meta-omics Assisted, Targeted soRting and Isolation in a customized matriX) con 1,5 millones de euros para tres años. Los institutos del KIT que participan en el proyecto son los Institutos de Interfaces Biológicas 1 y 5 y el Instituto de Biociencias Aplicadas. Otros socios son la Universidad Tecnológica de Hamburgo, la Universidad de Tubinga y la empresa Cytena, con sede en Friburgo. El proyecto comenzó en junio.
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