Molecular techniques for the assessment of Cr (VI) reduction by Bacillus thuringiensis

Técnicas moleculares para la evaluación de la reducción de Cr (VI) por Bacillus thuringiensis

La contaminación de efluentes con Cr (VI) es un problema ambiental mundial. En el río Pasto (suroriente,Colombia), estudios previos reportaron contaminación con este metal en puntos cercanos a curtiembres. Para establecer el papel de Bacillus thuringiensis en la reducción de Cr (VI) en el agua del río Pasto, se realizaron experimentos con agua del río Pasto sin tratar (tratamiento 1), agua del río Pasto estéril inoculadacon B. thuringiensis (tratamiento 2), y agua del río Pasto sin esterilizar inoculada con B. thuringiensis (tratamiento 3). Todos los experimentos se realizaron en biorreactores con temperatura controlada de 20 °Cy agitación constante durante 156 h. Se tomaron muestras de 20 mL cada 12 h de cada tratamiento para los niveles de reducción de Cr (VI) y para confirmar la identidad del microorganismo mediante métodos moleculares que incluían electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante (DGGE), perfiles de digestión de enzimas de restricción (RFLP) y análisis bioinformático. La reducción de Cr (VI) fue mayor en el tratamiento 3 (99:42 %) que en el tratamiento2 (76:12 %) y el tratamiento 1 (74:46 %). La identidad molecular de B. thuringiensis se determinó mediante secuenciación del gen 16SrRNA, y las evaluaciones RFLP en los tres tratamientos revelaron perfiles de B. thuringiensis. Dado que B. thuringiensis estaba presente en los tres tratamientos a lo largo del tiempo, la reducción de Cr (VI) puede atribuirse a esta bacteria.

1. Introducción

El cromo (Cr) se utiliza en diversas actividades industriales, metalúrgicas, textiles y de fertilización, lo que da lugar a vertidos directos e indirectos a los principales efluentes. A menudo, la cantidad de cromo vertida supera la concentración máxima establecida por las Agencias de Protección Ambiental (EPA) locales o nacionales en el agua potable (100 µg L^-1) [1]. Existen dos estados de estabilidad de este metal: el cromo trivalente [Cr (III)] y el cromo hexavalente [Cr (VI)]. Aunque el primer estado no es tóxico, se ha descrito que los procesos de oxidación-reducción pueden transformarlo en Cr (VI), un estado altamente tóxico, cancerígeno y mutagénico. El Cr (VI) tiene propiedades de alto grado de corrosión, solubilidad en agua y facilidad para atravesar las membranas biológicas, provocando alteraciones en los ácidos nucleicos [2].

Existen diferentes alternativas para la recuperación de Cr (VI) de efluentes contaminados, entre las que destaca la biorremediación por su eficiencia y bajo coste frente a las tecnologías convencionales utilizadas para la eliminación de metales pesados [3]. Uno de los sistemas biológicos a destacar es el mediado por bacterias silvestres aisladas de ambientes contaminados, las cuales presentan gran adaptabilidad a nivel fisiológico y metabólico, amplia diversidad funcional y mayor eficiencia al ser implementadas en sistemas de tratamiento de efluentes contaminados [4].