O cianeto é um produto químico altamente tóxico usado pelas indústrias de mineração e joalheria, que o utilizam para recuperar metais preciosos como ouro ou prata.
Uma equipe de pesquisa da Universidade de Córdoba – Espanha, estuda há 15 anos o comportamento da bactéria Pseudomonas pseudoalcaligenes e comprova sua eficácia na biodegradação de cianeto em águas residuais de mineração e joalheria
Imagem ilustrativa
Nesse sentido, o grupo de pesquisa Metabolismo do Nitrogênio em Bactérias (Grupo BIO-117) da Universidade de Córdoba, há 15 anos, estuda a bactéria Pseudomonas pseudoalcaligenes e seu papel na biodegradação do cianeto em águas residuais dessas indústrias.
Graças à metabolização do cianeto realizada por esta bactéria, que o utiliza como fonte de nitrogênio para seu crescimento, a Universidade de Córdoba ofereceu uma ferramenta eficaz de purificação.
O processo de metabolismo do cianeto ocorre por meio de um mecanismo de respiração insensível ao cianeto usado pela bactéria, no qual o oxaloacetato é gerado. Este é um importante composto intermediário em múltiplas vias metabólicas que reage quimicamente com o cianeto para formar uma cianoidrina (ou nitrila), que é metabolizada por meio de uma enzima (nitrilase NitC).
Dessa forma, a amônia e um derivado carboxílico são produzidos e o amônio é posteriormente assimilado pela bactéria como fonte de nitrogênio para seu crescimento.
Esta bactéria é capaz de tolerar concentrações muito altas de cianeto, nas quais outras não sobreviveriam. Todo esse processo foi divulgado à sociedade em um trabalho publicado recentemente pela equipe de pesquisa de Córdoba na revista ‘EMBO Reports’.
Em 2005, esta equipe de pesquisa coletou amostras de água em um ponto do rio Guadalquivir onde ocorreram certas descargas de cianeto.
“Nossa maneira de operar é ir onde suspeitamos que exista contaminação. Sempre que houver um resíduo, acreditamos que possa haver um microrganismo que tenha seu metabolismo adaptado para usá-lo como nutriente para sobreviver ”, explica a professora do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular da UCO e pesquisadora da María Dolores Roldán grupo. As amostras coletadas foram levadas para o laboratório, isoladas e cultivadas em meio mínimo para bactérias, utilizando o cianeto como única fonte de nitrogênio para seu crescimento. “Então, algo cresceu. A bactéria Pseudomonas pseudoalcaligenes ”, acrescenta.
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Uma análise 360º
Uma vez identificada a bactéria, o grupo procedeu ao sequenciamento de seu genoma e pôde observar o grande potencial que ela possuía em relação às suas capacidades metabólicas de degradação e eliminação de poluentes do meio ambiente.
“A partir daí, já começamos a aplicar técnicas moleculares e técnicas ômicas. Estas últimas são muito potentes, porque nos permitem identificar quais componentes da célula participam e por quais vias metabólicas esse resíduo está sendo eliminado do meio ambiente ”, explica a professora María Dolores Roldán.
As técnicas ômicas permitem uma visão global de como todo o sistema está integrado e o que está funcionando para que esse poluente seja degradado. Imagine ver um restaurante de cima, onde você está vendo cada um dos clientes, o contador, o cozinheiro, os garçons, etc. Cada um deles representaria as enzimas, os reguladores, os componentes não proteicos, ou seja, cada uma das partes integrantes do processo de degradação ”, conclui.
O professor da Universidade de Córdoba e pesquisador principal do grupo, Conrado Moreno Vivián, propõe o exemplo de uma visão global, como a de um drone que sobrevoa a cidade, de uma perspectiva onde todas as ruas estão integradas e você pode ver o que acontece em cada uma.
“Essa visão global do drone é o que te dá a relação de tudo. As técnicas ômicas permitem conhecer a relação que pode existir entre os diferentes processos, o que nos permite entender bem como esses microrganismos atuam para resolver qualquer problema ”, comenta.
Outra técnica que esta equipe de pesquisa aplicou e continua a estudar, é a metaômica, que permite conhecer os componentes que atuam na degradação de poluentes in situ, sem a necessidade de cultivo de microrganismos.
Nesse sentido, o que eles procuram são os componentes que esses microrganismos estão utilizando no solo, no meio ambiente, quando for o caso, para o cianeto.
Segundo a professora María Dolores Roldán, “99% dos microrganismos não são cultiváveis, mas não é mais necessário isolarmos as bactérias, mas mesmo em uma população muito grande, muito heterogênea e diversa, onde existem milhares ou milhões de bactérias, é possível determinar quais processos estão ocorrendo, quantos organismos estão ocorrendo, quais as relações entre eles para degradar o cianeto e quais seriam os mais eficazes ”, diz o professor Conrado Moreno.
Cada uma das técnicas aplicadas na pesquisa, juntamente com as ferramentas de bioinformática para coleta e análise de dados, se unem para formar a chamada biologia de sistemas.
“Trata-se da integração de toda a informação massiva que se obteve, ou seja, de todos os componentes moleculares e celulares que vão atuar em um processo de degradação ou desintoxicação de um resíduo de cianeto”, diz a pesquisadora María Dolores Roldán.
Graças a essas técnicas, é possível modificar geneticamente essa bactéria para torná-la mais resistente e ainda mais eficiente no processo de degradação do cianeto (biologia sintética), a fim de dar o salto para a aplicação industrial da descontaminação de resíduos.
Este trabalho faz parte do projeto RTI2018-099573-B-100 financiado pelo Ministério da Ciência e Inovação (Espanha) e fundos FEDER (UE), e do projeto P18-RT-3048 da Junta de Andalucía.
Referência: Iagua
Adaptado para Portal Tratamento de Água
Traduzido por Jaqueline Morinelli
