Caracterización de bacterias adaptadas al frío lipolíticas, proteolíticas, celulolíticas y amilolíticas de la Isla Livingston, Antártida

Abstract

Aproximadamente el 98% de la superficie de la Antártida está cubierta de hielo constantemente, convirtiéndose así en un ambiente extremo con condiciones particulares de temperatura, pH, radiación y salinidad, que albergan microorganismos conocidos como extremófilos. Dentro de este grupo encontramos los psicrófilos, que son organismos capaces de vivir óptimamente a temperaturas <15°C, característica que les permite adaptarse fácilmente a diversas condiciones ambientales, y ser considerados candidatos para diversas aplicaciones biotecnológicas. En la actualidad existen escasas investigaciones acerca de la diversidad microbiana de los microorganismos adaptados al frío, por consiguiente, el objetivo de este estudio fue identificar bacterias psicrófilas y psicrotolerantes provenientes de la Antártida con capacidad de producción de enzimas hidrolíticas para su potencial uso en el tratamiento de aguas residuales. La realización de este trabajo se dividió en cuatro fases: (i) toma de muestras de sedimentos marinos provenientes de la Isla Livingston, (ii) aislamiento de bacterias adaptadas al frío empleando medio básico de sales suplementado con diferentes fuentes de carbono, (iii) caracterización fenotípica y genotípica de las bacterias aisladas, y (iv) evaluación de la actividad enzimática hidrolítica de las cepas aisladas. Se aislaron 10 cepas bacterianas adaptadas al frío aerobias heterótrofas, de las cuales se logró la identificación taxonómica de 5 cepas que estuvieron relacionadas con las especies Pseudomonas mandelii (UTB-115, UTB-117 y UTB-118), Pseudomonas prosekii (UTB-164) y Exiguobacterium artemiae (UTB-116), las cuales son comúnmente encontradas en ambientes fríos. En cuanto a la actividad enzimática hidrolítica se determinó que 2 cepas presentan actividad amilolítica, 5 cepas presentaron actividad proteolítica y 3 cepas presentaron actividad lipolítica. Además, la cepa UTB-118 presentó múltiple actividad enzimática. Los resultados obtenidos en este estudio demuestran que la Antártida es un reservorio de bacterias adaptadas al frío productoras de enzimas hidrolíticas con potencial biotecnológico para ser empleadas en el tratamiento de aguas residuales.

Approximately 98% of the surface of Antarctica is constantly covered with ice, thus becoming an extreme environment with particular conditions of temperature, pH, radiation and salinity, which harbor microorganisms known as extremophiles. Within this group we find psychrophiles, which are organisms capable of living optimally at temperatures <15 ° C, a characteristic that allows them to easily adapt to various environmental conditions, and to be considered candidates for various biotechnological applications. Currently there is little research on the microbial diversity of cold-adapted microorganisms, therefore, the objective of this study was to identify psychrophilic and psychrotolerant bacteria from Antarctica with the capacity to produce hydrolytic enzymes for their potential use in the treatment of sewage. This work was divided into four phases: (i) sampling of marine sediments from Livingston Island, (ii) isolation of cold-adapted bacteria using basic salt medium supplemented with different carbon sources, (iii) phenotypic and genotypic characterization of the isolated bacteria, and (iv) evaluation of the hydrolytic enzymatic activity of the isolated strains. 10 bacterial strains adapted to the cold aerobic heterotrophic were isolated, of which taxonomic identification of 5 strains related to the species Pseudomonas mandelii (UTB-115, UTB-117 and UTB-118), Pseudomonas prosekii (UTB-164) and Exiguobacterium artemiae (UTB-116) were achieved, which are commonly found in cold environments. As for hydrolytic enzymatic activity it was determined that 2 strains exhibit amylolytic activity, 5 strains had proteolytic activity and 3 strains had lipolytic activity. Regarding the hydrolytic enzymatic activity, it was determined that 2 strains possess amylolytic activity, 5 strains possess proteolytic activity and 3 strains possess lipolytic activity, in addition the UTB-118 strain presented multiple enzymatic activity. The results obtained in this study show that Antarctica is a reservoir of cold-adapted bacteria producing hydrolytic enzymes with biotechnological potential to be used in wastewater treatment.