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Purificación de agua con biotecnología: los científicos desarrollan un nuevo enfoque mediante la combinación de hongos y bacterias.

El nitrógeno, especialmente en forma de nitritos y nitratos inorgánicos, es uno de los principales contaminantes del agua dulce y de las aguas residuales.

Investigadores del Ministerio de Recursos Naturales de China en Xiamen y el Instituto de Biología Genómica (IGB) han identificado un consorcio natural de hongos y bacterias que metabolizan el nitrato de manera particularmente eficiente y consistente. Esto podría ser crítico para un mayor desarrollo de enfoques biotecnológicos para la purificación del agua y proporciona más evidencia del importante papel de los hongos en los ecosistemas acuáticos, según un comunicado de la Red de Investigación de Berlín (Forschungsverbund Berlin eV (FVB)) .

La eliminación biológica de nitrógeno, la desnitrificación, es un proceso bioquímico importante en el que los microorganismos convierten los dos compuestos de nitrógeno más importantes, nitrato y nitrito, en gas nitrógeno. Esto ocurre naturalmente en los cuerpos de agua debido a los procesos metabólicos de los organismos que viven allí y se denomina autopurificación. El mismo principio también se utiliza en el tratamiento del agua.

Hasta la fecha, se han identificado varias bacterias y hongos en cultivo puro que pueden descomponer el nitrógeno con y sin oxígeno. Para la purificación del agua, la destrucción de nitrógeno en presencia de oxígeno es especialmente importante, ya que es más rentable y puede implementarse a gran escala.

Las combinaciones de hongos y bacterias se han utilizado hasta ahora principalmente para la fermentación de alimentos y bebidas. El aislamiento de cepas individuales de bacterias u hongos requiere mucho tiempo y es costoso, mientras que las combinaciones de los jugadores mencionados, los llamados consorcios microbianos, se consideran una alternativa prometedora a las cepas puras, pero hasta ahora se han estudiado poco en el campo de la desnitrificación bajo condiciones de oxígeno. La ventaja de los hongos en particular es que son altamente resistentes a los factores estresantes ambientales, como el pH ácido y las altas temperaturas.

El equipo de investigación ha identificado un consorcio natural de bacterias y hongos de la maricultura capaz de eliminar los nitratos del agua de manera muy eficiente y consistente. En presencia de oxígeno, la eliminación de nitrato alcanza el 100% y la eficiencia de desnitrificación es del 44%. La eficiencia de la desnitrificación mide qué tan bien los microorganismos pueden convertir el nitrógeno unido a los nitratos en nitrógeno molecular (N 2 ) y óxidos de nitrógeno.

La secuenciación de alto rendimiento se ha utilizado para identificar taxones de bacterias y hongos involucrados en este proceso. El análisis de red posterior mostró cuáles de las especies presentadas interactúan positivamente entre sí y, por lo tanto, son particularmente adecuadas para su uso en combinación.

“Pudimos identificar grupos bacterianos-fúngicos desnitrificantes con mejores características. Este es un paso importante para reunir consorcios microbianos para una purificación óptima del agua”, explicó el profesor Hans-Peter Grossart, investigador del IGB y coautor del estudio. 

Dado que la búsqueda de comunidades microbianas adecuadas de bacterias y hongos es todavía un área de investigación muy joven, todavía no existen aplicaciones prácticas. Sin embargo, los autores confían en que los consorcios microbianos determinarán en gran medida la biotecnología del tratamiento de aguas residuales en el futuro.

(Fuente: Forschungsverbund Berlin eV (FVB).

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