Un grupo de biotecnólogos rusos ha presentado una cepa innovadora de la cianobacteria Synechocystis, capaz de acumular fósforo de aguas residuales con una intensidad tres veces mayor que sus equivalentes naturales. Este descubrimiento podría ser un paso clave en la lucha contra la contaminación de los cuerpos de agua y, al mismo tiempo, ofrecer una nueva solución para la producción de fertilizantes ecológicos.
En los últimos años, los microorganismos fototróficos se han utilizado activamente en diversas industrias, desde la producción de biocombustibles hasta la obtención de compuestos biológicamente activos de alto valor. Su biomasa es demandada en la industria alimentaria y también en la farmacéutica para la elaboración de antioxidantes y fármacos antitumorales. Sin embargo, la capacidad de las microalgas y cianobacterias para purificar aguas residuales, eliminando de ellas elementos biogénicos, metales pesados y contaminantes orgánicos, atrae especialmente la atención de los investigadores.
En el laboratorio de biología sintética del Centro Nacional de Investigación “Instituto Kurchátov” (NIC “Instituto Kurchátov”), se creó una cepa genéticamente modificada de Synechocystis sp., capaz de absorber del entorno tres veces más fósforo que sus predecesores naturales. Este resultado se logró mediante la incorporación de nuevas construcciones genéticas que potencian el transporte y la acumulación de fósforo dentro de las células bacterianas.
Tecnología y perspectivas de aplicación
La tecnología desarrollada permite no solo depurar eficazmente las aguas residuales del exceso de fósforo, sino también utilizar la biomasa obtenida para producir biocarbón. El biocarbón es un producto de la transformación de residuos orgánicos, ampliamente utilizado en la agricultura. Gracias a su estructura porosa, mejora el drenaje en suelos compactos y ayuda a retener la humedad en regiones áridas.
En el caso de la nueva cepa de cianobacterias, el biocarbón se convierte en un producto aún más valioso: se enriquece con fosfatos disponibles para las plantas. Así, cada 100 gramos del producto final contienen hasta 22,5 gramos de fósforo, lo que aumenta significativamente la eficacia del fertilizante. De este modo, los científicos han propuesto una solución integral para dos retos actuales: la depuración de cuerpos de agua y la creación de fuentes renovables de fertilizantes.
Según los representantes del grupo de investigación, la cepa obtenida se caracteriza por la estabilidad de sus propiedades y puede cultivarse a escala industrial. Esto abre amplias perspectivas para la implementación de la tecnología en el sector agrícola y los servicios públicos.
Beneficios ecológicos y económicos
El problema de la contaminación de los cuerpos de agua con fósforo es especialmente grave en las regiones con agricultura e industria desarrolladas. El exceso de este elemento provoca la eutrofización, es decir, el crecimiento descontrolado de algas, lo que altera el ecosistema y deteriora la calidad del agua. Un nuevo desarrollo de científicos rusos puede reducir significativamente el nivel de fósforo en las aguas residuales, previniendo las consecuencias negativas para el medio ambiente.
Además, el uso de biomasa de cianobacterias modificadas para la producción de fertilizantes permite reducir el consumo de aditivos minerales de fosfato, cuya extracción agota los recursos naturales y causa importantes daños ecológicos. De esta forma, la tecnología contribuye a crear un ciclo cerrado en el procesamiento de residuos y a disminuir la carga antropogénica sobre la naturaleza.
El efecto económico de la implementación de la innovación puede ser considerable: reducción de los costos de tratamiento de aguas residuales, disminución del gasto en la compra de fertilizantes y aumento del rendimiento de los cultivos agrícolas.
Patente e investigaciones futuras
El desarrollo del Centro Nacional de Investigación ‘Instituto Kurchátov’ ya está protegido por una patente, lo que confirma su carácter único y su potencial de comercialización. En un futuro próximo, los científicos planean realizar pruebas a gran escala de la tecnología en instalaciones industriales y explotaciones agrarias.
Los expertos señalan que este tipo de soluciones biotecnológicas pueden adaptarse a diferentes zonas climáticas y tipos de aguas residuales. A futuro, es posible crear complejos biotecnológicos integrales que combinen el tratamiento de agua, la producción de biocarbón y la elaboración de fertilizantes ecológicos.
La implementación de estas innovaciones no solo mejorará la situación ecológica, sino que también aumentará la competitividad de la agricultura nacional en el mercado global.
Por cierto: lo que se sabe sobre el Instituto Kurchátov
Por cierto, el Centro Nacional de Investigaciones «Instituto Kurchátov» es uno de los mayores complejos científicos de Rusia, fundado en 1943. Inicialmente, fue creado para llevar a cabo el proyecto atómico, pero hoy desarrolla una amplia variedad de investigaciones en física nuclear, biotecnología, ciencia de materiales y tecnologías de la información. El centro cuenta con instalaciones de laboratorio únicas y colabora con las principales universidades y empresas industriales de todo el mundo. En los últimos años, se ha prestado especial atención al desarrollo de la biología sintética y a la creación de nuevas soluciones biotecnológicas para la medicina, la energía y el medio ambiente. El Instituto Kurchátov ha sido repetidamente impulsor de grandes proyectos internacionales y sigue siendo un referente de la ciencia rusa.
