Del yacimiento petrolífero al laboratorio  

Un microbio especial convierte el petróleo en gases por sí mismo

21 de diciembre de 2021

Los microorganismos pueden convertir el petróleo en gas natural, es decir, metano. Hasta hace poco, se pensaba que esta conversión solo era posible a través de la cooperación de diferentes organismos. En 2019, Rafael Laso-Pérez y Gunter Wegener del Instituto Max Planck de Microbiología Marina sugirieron que un arqueón especial puede hacer todo esto por sí mismo, como lo indican sus análisis del genoma. Ahora, en colaboración con un equipo de China, los investigadores han logrado cultivar este "microbio milagroso" en el laboratorio. Esto les permitió describir exactamente cómo el microbio logra la transformación. También descubrieron que prefiere comer trozos de comida bastante voluminosos.

Los depósitos subterráneos de petróleo en tierra y en el mar son el hogar de microorganismos que utilizan el petróleo como fuente de energía y alimento, convirtiéndolo en metano. Hasta hace poco, se pensaba que esta conversión solo era posible en un complicado trabajo en equipo entre diferentes organismos: ciertas bacterias y generalmente dos parejas arqueales. Ahora los investigadores han logrado cultivar una arqueona llamada Methanoliparia a partir de un tanque de decantación de una instalación de producción de petróleo que maneja esta compleja reacción por sí misma.


magen del microscopio de epifluorescencia: Células de metanopolipiaria (verde) de los cultivos de laboratorio. La gota de aceite que colonizan las arqueas se puede ver como un resplandor rojizo. Los puntos rojos muestran bacterias raras que en el cultivo.

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magen del microscopio de epifluorescencia: Células de metanopolipiaria (verde) de los cultivos de laboratorio. La gota de aceite que colonizan las arqueas se puede ver como un resplandor rojizo. Los puntos rojos muestran bacterias raras que en el cultivo.

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Este "microbio milagroso" descompone el petróleo en metano y dióxido de carbono. "Methanoliparia es una especie de criatura híbrida que combina las propiedades de un degradador de aceite con las de un metanógeno, es decir, un productor de metano", explica el autor del estudio Gunter Wegener del Instituto Max Planck de Microbiología Marina y el Marum – Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen.

Ahora que los investigadores han logrado cultivar estos microorganismos en el laboratorio, pudieron investigar los procesos subyacentes en detalle. Descubrieron que su composición genética le da a Methanoliparia capacidades únicas. "En sus genes lleva los planos de enzimas que pueden activar y descomponer varios hidrocarburos. Además, también tiene el kit de engranajes completo de un productor de metano", dice Wegener.

En sus cultivos de laboratorio, los investigadores ofrecieron a los microbios varios tipos de alimentos y utilizaron una variedad de métodos diferentes para vigilar de cerca cómo Methanoliparia lo trata. Lo que fue particularmente sorprendente de ver fue que este arqueón activó todos los diferentes hidrocarburos con una misma enzima. "Hasta ahora, solo hemos cultivado arqueas que viven de hidrocarburos de cadena corta como el etano o el butano. La metanoxia, por otro lado, prefiere el petróleo pesado con sus compuestos de cadena larga", dice el coautor Rafael Laso-Pérez, que ahora trabaja en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB)de España. "Los microbios metanogénicos que usan hidrocarburos de cadena larga directamente, no sabíamos que existían hasta ahora. Incluso los hidrocarburos complicados con estructuras aromáticas o en forma de anillo no son demasiado voluminosos para Methanoliparia,al menos si están unidos a al menos una cadena de carbono más larga. Esto significa que, además de nuestros otros resultados emocionantes, también hemos encontrado una vía de metanogénesis previamente completamente desconocida. "

Las células de Methanoliparia cultivadas para el presente estudio se originan en uno de los campos petroleros más grandes de China, el campo petrolero Shengli. Sin embargo, los análisis genéticos muestran que estos microbios se distribuyen por todo el mundo, incluso hasta las profundidades del mar. "Nuestros resultados contienen una comprensión completamente nueva de la explotación petrolera en los depósitos de petróleo subterráneos. Tanto la amplia distribución de estos organismos como las posibles aplicaciones industriales hacen de este un campo de investigación emocionante en los próximos años", concluye Wegener.

 
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