Los ingenieros ambientales están facilitando la identificación de las especies bacterianas responsables de la liberación de una forma de arsénico que contamina los suministros de agua de millones de personas en todo el mundo.

Un equipo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Utah desarrolló una nueva cartilla, una herramienta utilizada en la amplificación del ADN, que simplifica el proceso de identificación de bacterias que se encuentran en muestras de suelo y agua subterránea. Son de interés las especies de bacterias equipadas con genes de arsenato reductasa. Los genes permiten a las bacterias transformar el arsénico natural en una versión más tóxica del elemento. Los hallazgos del equipo se publicaron el 1 de febrero en Microbiología aplicada y ambiental - una revista líder, cubriendo temas de biotecnología, Ecología microbiana, microbiología alimentaria y microbiología industrial.

Los autores explican que varias bacterias se transforman, o reducir, arsénico V, conocido como arsenato, en arsénico III, conocido como arsenito. El arsenito es más tóxico para los humanos y es más móvil. lo que significa que se mueve a través del medio ambiente más fácilmente y puede infiltrarse en las aguas subterráneas.

Los investigadores dicen que una mejor comprensión de los ecosistemas microbianos que liberan arsenito es un primer paso importante para reducir la prevalencia de la contaminación por arsénico en las aguas subterráneas.

"La contaminación por arsénico es uno de los mayores problemas del agua potable en todo el mundo, "dijo el Dr. Babur Mirza, investigador del Laboratorio de Investigación del Agua de Utah de la USU y autor principal del estudio. "Esta nueva cartilla nos facilita ver qué especies de bacterias están presentes en una muestra y si tienen el gen que estamos buscando".

El nuevo cebador, una hebra corta de ADN que se dirige al gen de la arseniato reductasa, ayuda a los investigadores a identificar qué bacterias de una muestra tienen los genes. Sin esta cartilla, Los investigadores tuvieron que cultivar primero las células bacterianas en un laboratorio antes de extraer su ADN y amplificar el gen. Estos pasos a menudo reducen la diversidad microbiana y conducen a resultados sesgados.

"Ahora simplemente podemos agregar el cebador a la reacción y obtenemos copias cuantificables de los genes de la reductasa, ", dijo Mirza." Los genes copiados nos muestran qué especies de bacterias están en la muestra y nos dan nueva información sobre la diversidad de microorganismos reductores de arsenato ".

Como parte del estudio, el equipo, dirigida por la coautora, la Dra. Joan McLean, extrajo muestras de agua subterránea de 20 pozos de propiedad privada ubicados en el condado de Cache del norte de Utah. Los resultados mostraron que el 20 por ciento de los pozos encuestados tenían concentraciones de arsenato y arsenito por encima del límite de agua potable de 10 microgramos por litro. Luego, los investigadores probaron si las muestras que contenían altas concentraciones de arsenito también tenían abundante material genético de arsenato reductasa. No es sorprendente, encontraron una coincidencia directa.

"Observamos una correlación significativa entre la abundancia del gen reductasa y las concentraciones de arsenito en las muestras de agua subterránea, "dijo Mirza." Lo que esto significa es que dondequiera que encontremos arsenito, podemos esperar encontrar microbios con genes de arsenato reductasa y viceversa ".

Mirza dijo que el nuevo cebador amplificó con éxito los genes de la reductasa y le permitió a su equipo ver una amplia diversidad de microorganismos reductores de arsenato. Dijo que los nuevos cebadores serán útiles para estudiar bacterias en una variedad de entornos.

Los autores dicen que el estudio tiene varias implicaciones. McLean dijo que una imagen completa de la diversidad de bacterias reductoras de arseniato en un ambiente particular podría conducir a mejores prácticas de uso de la tierra y conciencia de las actividades humanas que pueden exacerbar el problema.

"Con esta nueva información que describe la diversidad de microorganismos reductores de arsénico, estamos explorando más las relaciones entre estos organismos y sus entornos biogeoquímicos que resultan en la contaminación de las aguas subterráneas con arsénico ".