Volcán Chichón y sus aportes a la biotecnología

Por María Gabriela López Suárez

Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. 27 de diciembre de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- Generar aportes en producción de antibióticos, fertilización de plantas, aplicación para remoción de algunos metales o contaminantes son algunos de los resultados que se esperan con el desarrollo del proyecto Aplicación biotecnológica de microorganismos extremófilos del volcán Chichón, a cargo del doctor Víctor Manuel Ruiz Valdiviezo, profesor investigador del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez (ITTG) —perteneciente al Tecnológico Nacional de México (Tecnm).

El Chichón, ubicado en la región montañosa que colinda con los municipios de Francisco León y Chapultenango, es el único volcán activo en México que tiene un lago cráter con condiciones extremas y es el objeto de este estudio en el que se pretende analizar la estructura y funcionalidad de los microorganismos del lago cráter, para determinar potenciales aplicaciones en procesos específicos, por ejemplo, de biorremediación; tomando en cuenta que una aplicación biotecnológica es el uso de estos microorganismos para la producción de algunas enzimas.

Con este proyecto, Ruiz Valdiviezo participó en la convocatoria de ciencia básica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), en 2015. Ruiz Valdiviezo es doctor en ciencias con especialidad de biotecnología por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav); integrante del núcleo académico de la maestría en ciencias e ingeniería bioquímica y el doctorado en ciencias de los alimentos y biotecnología del ITTG, ambos en el Programa Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) del Conacyt y miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

Víctor Manuel Ruiz Valdiviezo

Es ingeniero bioquímico y maestro en ciencias en ingeniería bioquímica egresado del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez. Cursó sus estudios de doctorado en ciencias en la especialidad de biotecnología en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados. Actualmente es profesor investigador del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez. Es miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores y miembro honorífico del Sistema Estatal de Investigadores. Recibió medalla de oro por Reconocimiento al Mérito Estatal de Investigación 2014 (categoría Juvenil) por parte del gobierno del estado de Chiapas.

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Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿A qué se refiere la biotecnología?

Víctor Manuel Ruiz Valdiviezo (VMRV): Es un área multidisciplinaria que involucra a la biología, química y tecnologías para el uso de organismos vivos o parte de ellos en la generación de productos y procesos específicos.

AIC: ¿Cómo resultó aprobada la investigación en el volcán Chichón?

VMRV: Es el único volcán activo en México que tiene un lago cráter con condiciones extremas, principalmente altas temperaturas, pH ácido y concentraciones de metales, que lo hace un nicho de microorganismos denominados extremófilos, los cuales han sido reportados por su amplio uso y valor en la biotecnología moderna.

Derivado de ello, este proyecto fue aprobado por el Conacyt, justificando la originalidad e importancia de poder estudiar microorganismos que estén viviendo bajo estas condiciones extremas. Funjo como el responsable técnico del proyecto y mis colaboradores son principalmente investigadores del núcleo académico del posgrado del ITTG, entre ellos están los doctores Federico Gutiérrez Miceli y Reiner Rincón Rosales, que cuentan con alta experiencia en el área de biotecnología y ecología genómica, del grupo de trabajo del Tec de Tuxtla.

AIC: ¿Es un proyecto interdisciplinario?

VMRV: Para algunas evaluaciones y determinaciones fisicoquímicas y moleculares nos hemos enlazado con el Cinvestav, Ciudad de México, con el doctor Luc Dendooven, del Laboratorio de Ecología de Suelos; también hemos estado trabajando con la doctora Rocío Jetzabel Alcántara Hernández, del Instituto de Geología de la UNAM, con quienes hemos compartido y generado conocimiento en el área de geomicrobiología, biología molecular, ecología y biotecnología, que es básicamente el objetivo de esta investigación.

AIC: ¿Cuáles son las metodologías empleadas para llevar a cabo la investigación?

VMRV: La caracterización fisicoquímica, muestrear el lago cráter y monitoreo de la temperatura, pH, concentración de metales pesados; por ejemplo, hemos encontrado temperaturas superiores de 90 °C, son temperaturas altas donde se pueden encontrar microorganismos extremófilos, y los valores de pH encontrados permiten considerar las muestras de este sitio como hiperácidas, ya que se ha detectado pH en el rango de 1.9 y 4. Algo muy importante es la caracterización molecular de los microorganismos extremófilos del lago cráter empleando las herramientas metagenómicas, secuenciamiento masivo de nueva generación y la aplicación de técnicas bioinformáticas. Así también, el estudio molecular se ha llevado a cabo empleando diferentes técnicas dependientes del cultivo para el estudio de diversos procesos biotecnológicos.

AIC: A partir de la investigación, ¿qué productos académicos se han realizado?

VMRV: Tenemos un primer artículo publicado recientemente en la revista Geomicrobiology Journal, en donde se reporta por primera vez la diversidad y estructura de las bacterias que están presentes en el lago cráter del volcán Chichón. Nosotros en el grupo de trabajo del tecnológico tenemos mucho interés en darle uso en diferentes áreas de la biotecnología, como son vegetal, alimentos, farmacéutico y ambiental.

Además, los estudiantes de doctorado y maestría involucrados en este proyecto han participado en diferentes congresos nacionales e internacionales como el Congreso Nacional de Astrobiología, Congreso de Biotecnología de Chiapas y el Simposium Internacional de Genómica Funcional y Sistemas Biológicos.

AIC: ¿En qué etapa se encuentra la investigación?

VMRV: Justo finalizando la segunda etapa del proyecto de ciencia básica 2015 Conacyt, para entrar a la tercera etapa donde los aspectos están enfocados en funcionalidad de los microorganismos extremos, empleando técnicas metatranscriptómicas con la finalidad de comprender los mecanismos bioquímicos de este tipo de organismos para su futura aplicación en generación de productos y procesos.

AIC: ¿Los resultados los van a regresar a la zona de estudio?

VMRV: Es posible emplear los microorganismos extremófilos del mismo lago cratérico, por ejemplo, con la finalidad de biorremediar y recuperar suelos ácidos del ecosistema.

AIC: ¿Qué aportes se generan con esta investigación?

VMRV: A la comunidad científica, se ha generado evidencia de bibliotecas metagenómicas de las comunidades microbianas ácido térmicas en el lago cráter del volcán activo Chichón, empleando herramientas metagenómicas, lo cual es de gran valor ya que este ecosistema de volcanes activos con lagos cratéricos son poco comunes en México y a nivel mundial. Se están diseñando dispositivos y estrategias para el cultivo de microorganismos con potencial de biorremediación y producción de metabolitos microbianos de interés biotecnológico.