Impulsor para el avance médico y biotecnológico: ¿Son las algas azul-verdes las pequeñas superestrellas del mañana?

Se muestran la Dra. Michelle Gehringer (izquierda) y su estudiante de maestría Katharina Ebel (derecha). La foto puede ser utilizada de forma gratuita en el marco de la cobertura informativa. (Fuente: TUK/Koziel)

Las cianobacterias son más antiguas que la humanidad y desempeñan un papel central en el ciclo de sustancias de la Tierra: fijan dióxido de carbono y producen oxígeno mediante la fotosíntesis. El potencial de las algas azul-verde aún es mayor, y ahora un equipo de investigadores de la TU Dresden, junto con la Dra. Michelle Gehringer de la TU Kaiserslautern y científicos de la Hochschule Kaiserslautern, quiere demostrarlo. Descifran el material genético de los microorganismos para averiguar si y cómo se pueden utilizar como productoras de sustancias valiosas para la economía y la medicina. Para ello, el equipo ha obtenido una de las codiciadas subvenciones de secuenciación del Joint Genome Institute (JGI), EE. UU.

Por ejemplo, las cianobacterias se hacen visibles al ojo humano durante las floraciones algales causadas por el calor en la superficie de lagos de baño. Además, también forman costras visibles o capas de color en rocas o en el suelo, o viven en simbiosis en plantas. Lo que las hace tan valiosas en la naturaleza: "Las algas azul-verde colonizaron la Tierra incluso antes que las plantas y contribuyeron decisivamente a que la vida, tal como la conocemos, pudiera existir", explica la Dra. Michelle Gehringer, quien dirige el grupo de trabajo de Microbiología de la Tierra y del Medio Ambiente en la TUK. "Gracias a su capacidad de realizar la fotosíntesis, desencadenaron la llamada 'catástrofe del oxígeno'. De repente, grandes cantidades de oxígeno llegaron a la atmósfera".

Gehringer ha estado investigando las cianobacterias durante más de 20 años. "Durante mi doctorado en Sudáfrica, ya empecé a estudiar las algas azul-verde y los productos metabólicos secundarios que liberan", dice la científica nacida en Inglaterra. "Son conocidas, por ejemplo, las sustancias tóxicas para animales y humanos que se liberan durante una floración algal en los cuerpos de agua. Mi interés se centraba especialmente en la pregunta de cómo y bajo qué condiciones ambientales producen estos llamados metabolitos secundarios". Desde entonces, la investigadora ha centrado su atención en la biodiversidad de las algas azul-verde y, en consecuencia, en su capacidad de adaptación a condiciones climáticas extremas. Actualmente, ha estudiado en la naturaleza una gran cantidad de cepas, las ha cultivado en laboratorio y ha llevado la "colección" a la TU Kaiserslautern.

Utilizar las algas azul-verde como 'fábricas de compuestos activos'

La capacidad de las algas azul-verde para producir, además de los compuestos importantes para su metabolismo, otros agentes biológicamente activos, ahora se aprovecha en colaboración con colegas investigadores en el proyecto genómico. En el primer paso, el equipo descifra el material genético de un total de 40 cepas de cianobacterias para evaluar todo su potencial de compuestos naturales. Con métodos de biología sintética y biotecnología, se pretende utilizar la información obtenida para descubrir de manera dirigida nuevos compuestos activos. En última instancia, se trata de entender cómo y bajo qué condiciones las algas pueden producir a gran escala compuestos útiles y de importancia económica. En tiempos de resistencia creciente a los antibióticos y pandemias virales, los investigadores esperan obtener conocimientos decisivos para el avance médico.

Debido a que Gehringer conoce las cianobacterias, o "héroes secretos" de la historia de la Tierra, como nadie más, el Dr. Paul D’Agostino y el Prof. Dr. Tobias Gulder (del Departamento de Bioquímica Técnica en la TU Dresden y principales solicitantes del proyecto genómico) las integraron en el equipo. Su tarea en el proyecto: junto con su estudiante de maestría Katharina Ebel, preparan un tercio de las cepas bacterianas estudiadas en el proyecto para que el JGI pueda determinar las secuencias de ADN. Además, investiga cómo deben diseñarse las condiciones de producción óptimas para que las cianobacterias puedan rendir al máximo.

"Este proyecto encaja muy bien en los enfoques de investigación de nuestro departamento", resume Gehringer. "Una interfaz especial es la colaboración con el grupo de trabajo de la Prof. Nicole Frankenberg-Dinkel, que estudia, entre otras cosas, los pigmentos responsables de la fotosíntesis en las cianobacterias. Principalmente, el pigmento rojo, la 'Clorofila f' inducida por la luz, que permite a las cianobacterias producir oxígeno incluso en la sombra".

Preguntas respondidas por:

Dr. Michelle Gehringer
Tel.: 0631 205-2199 / 0174 9173561
Correo electrónico: mgehring@bio.uni-kl.de