Microorganismos antárticos y celdas solares: Energía en potencia

En el marco de la expedición organizada por el Instituto Antártico Chileno, un equipo de investigadores CBIB y UNAB visitaron por segunda vez la Antártica para encontrar bacterias que permitan generar celdas solares más sustentables.

 

Entre el 1 y el 20 de febrero del 2018 los investigadores del Center for Bioinformatics and Integrative Biology (CBIB) Yorley Duarte, Carolina Quezada, y Nicolás Bruna, además del estudiante del doctorado en Biociencias Moleculares UNAB, Sebastián Lagos, realizaron una nueva expedición al continente blanco.

El objetivo fue avanzar en el proyecto liderado por José Manuel Pérez-Donoso, y que apunta a encontrar componentes bacterianos sustentables (como proteínas, pigmentos,o nanopartículas) que puedan ser aplicados en la mejora de celdas solares, en términos de resistencia a la radiación UV, temperaturas extremas, y eficiencia.
“En este sentido, era muy importante obtener muestras de suelos de las fumarolas en Isla Decepción, por ejemplo, ya que es una isla volcánica en la que podemos encontrar suelos a altas temperaturas y obtener microorganismos adaptados a vivir en esas condiciones”, dice el experto.

En concreto, el equipo de investigadores estudiará las características geológicas, químicas y ambientales de los diversos sitios visitados en la Antártica.

“Nos interesa estudiar la comunidad de bacterias presentes en la zona mediante técnicas de secuenciación del DNA de esos microorganismos, y así tener una idea representativa de qué especies conviven en determinados ambientes (suelos de vegetación, orillas de río, suelo de glaciar, fumarolas, etc)”, explica José Manuel Pérez.

“Específicamente, queremos estudiar la capacidad de los microorganismos presentes de interaccionar con distintos elementos -principalmente cobre y litio-, para la producción de nanomateriales, los que podremos utilizar en distintas aplicaciones como celdas solares, baterías y en el desarrollo de kits de diagnóstico”, agrega.

En este sentido, el objetivo del proyecto es generar, tanto conocimiento científico, como también potenciales aplicaciones en base a estos dos metales, tan importantes para la economía chilena.

La obtención de proteínas, pigmentos y/o nanopartículas que puedan mejorar la tecnología de las celdas solares permitiría, no sólo hacer su producción más sustentable, sino que también mitigar el impacto ambiental de las plantas de paneles solares, “y también aumentar su duración cuando son expuestos a alta radiación (como en el desierto de Atacama), potenciando además el desarrollo de la industria biotecnológica nacional”, afirma José Manuel Pérez-Donoso.

Durante la visita, el equipo logró recolectar distintas muestras de suelo, sedimentos, hielo, algas y rocas, y aislar bacterias que resisten condiciones extremas para obtener su DNA.

En paralelo, las rocas obtenidas serán analizadas por geólogos UNAB para conocer la mineralogía y análisis elemental de los distintos sitios de muestreo.

Mirada química

Esta nueva expedición se suma a la realizada hace dos meses al Glaciar Unión y, como destaca José Manuel Pérez-Donoso, la incorporación de Yorley Duarte -Química y PhD en Ciencias Aplicadas del CBIB-, fue de gran relevancia para la investigación.
“Dado que el proyecto involucra la caracterización química, geológica y microbiológica de las muestras, además de la caracterización de distintas nanopartículas metálicas producidas por lo microorganismos aislados a partir de las muestras obtenidas, la experiencia de Yorley será un tremendo aporte”.

Por su parte, Yorley Duarte resalta que su formación química “contribuirá a ampliar la visión de lo que se puede hacer con las muestras ya recolectadas. El objetivo es buscar nuevas perspectivas y proyecciones para ampliar la parte de análisis de esas muestras”, finaliza.

Próximos pasos

Tras las últimas expediciones y el traslado de muestras,comienza el trabajo de laboratorio. “Comenzamos por extraer ADN total desde la muestras de suelo, y ARN en algunas de ellas. También aislaremos diversos tipos de microorganismos, y además caracterizaremos algunas propiedades del suelo (pH, actividad biológica total, actividades enzimáticas totales, contenido de materia orgánica, etc)”, explica José Manuel Pérez-Donoso.
Toda esta información permitirá conocer las características de los lugares y entender las interacciones entre la comunidad bacteriana y su entorno.

Este viaje, al igual que los realizados en paralelo por el Dr. Eduardo Castro, se enmarca en la Expedición Científica ECA 54, organizada por el Instituto Chileno Antártico.

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