Un equipo de ingeniería ambiental de la Universidad de California, Riverside, ha descubierto especies bacterianas específicas que pueden destruir ciertos tipos de “químicos eternos”, un paso más hacia tratamientos de bajo costo de fuentes de agua potable contaminadas.
Los microorganismos pertenecen al género Acetobacterium y se encuentran comúnmente en ambientes de aguas residuales de todo el mundo.
Los químicos eternos, también conocidos como sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo o PFAS, reciben ese nombre porque tienen enlaces químicos carbono-flúor obstinadamente fuertes, lo que los hace persistentes en el medio ambiente.
Los microorganismos descubiertos por los científicos de la UCR y sus colaboradores pueden romper esos enlaces tercos de flúor a carbono, informaron el miércoles, 17 de julio, en la revista *Science Advances*.
“Este es el primer descubrimiento de una bacteria que puede realizar la desfluoración reductiva de estructuras PFAS”, dijo Yujie Men, autor correspondiente del estudio y profesor asociado del Colegio de Ingeniería Bourns de la UCR en el Departamento de Ingeniería Química y Ambiental.
Men advirtió que las bacterias solo eran efectivas en compuestos PFAS insaturados, que tienen enlaces dobles carbono-carbono en sus estructuras químicas.
Pero, lo que es más importante, los científicos también identificaron las enzimas específicas en estas bacterias esenciales para romper los enlaces carbono-flúor. Este descubrimiento abre la puerta para que los bioingenieros mejoren estas enzimas para que puedan ser efectivas en otros compuestos PFAS. (Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores para las reacciones bioquímicas).
“Si podemos comprender el mecanismo, quizás podamos encontrar enzimas similares en función de los rasgos moleculares identificados y filtrar las más efectivas”, dijo Men. “Además, si podemos diseñar alguna nueva enzima o alterar esta enzima conocida en función de la comprensión mecánica, podríamos ser capaces de hacerla más eficiente y trabajar con una gama más amplia de moléculas de PFAS”.
El año pasado, Men publicó un artículo que identificaba otros microorganismos que rompen el enlace carbono-cloro en compuestos PFAS clorados, lo que desencadena una desfluoración espontánea sustancial y destruye este grupo de contaminantes. El descubrimiento más reciente amplía considerablemente el número de compuestos PFAS que pueden destruirse biológicamente.
El uso de bacterias para tratar las aguas subterráneas es rentable porque los microorganismos destruyen los contaminantes antes de que el agua llegue a los pozos. El proceso consiste en inyectar en las aguas subterráneas la especie bacteriana preferida junto con nutrientes para aumentar su número.
Debido a que los compuestos PFAS están vinculados al cáncer y otras enfermedades de la salud humana, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, o EPA, impuso límites de calidad del agua a principios de este año que restringen ciertos químicos eternos a solo cuatro partes por trillón en el agua corriente del país, lo que impulsa a los proveedores de agua a encontrar soluciones de limpieza de PFAS.
Los compuestos PFAS se utilizaron ampliamente en miles de productos de consumo a partir de la década de 1940 debido a su capacidad de resistir el calor, el agua y los lípidos. Ejemplos de productos que contienen PFAS incluyen espumas retardantes de fuego, envoltorios y recipientes resistentes a la grasa como bolsas de palomitas de maíz para microondas, cajas de pizza y envoltorios de caramelos; también, repelentes de manchas y agua utilizados en alfombras, tapicería, ropa y otras telas; de acuerdo con la EPA.
El título del artículo es “Sistemas de bifurcación electrónica y eflujo de fluoruro en Acetobacterium spp. conducen a la desfluoración de ácidos carboxílicos insaturados perfluorados”. Yaochun Yu es el autor principal. Fue científico visitante y científico postdoctoral de la UCR en la UCR antes de unirse al Instituto Federal Suizo de Ciencias y Tecnología Acuáticas, o Eawag, en 2022.
Además de Yu y Men, los coautores son Fengjun Xu, Weiyang Zhao, Calvin Thoma, Shun Che, Jack E. Richman, Bosen Jin, Yiwen Zhu, Yue Xing y Lawrence Wackett.
Diario
Ciencias avanzadas
Método de Investigación
Estudio observacional
Título del Artículo
Los sistemas de bifurcación electrónica y eflujo de fluoruro en Acetobacterium spp. impulsan la desfluoración de ácidos carboxílicos insaturados perfluorados
Fecha de publicación del artículo
17 de julio de 2024
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Los autores declaran no tener ningún interés financiero en competencia.