Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco
La comunidad bacteriana de tu viejo chicle
Las comunidades microbianas existen en lugares sorprendentes. Por ejemplo, muchos científicos estudian el contenido bacteriano del chicle viejo desechado: el bacterioma del chicle desechado. ¿Por qué? Su hipótesis es que las bacterias que persisten dentro de las comunidades microbianas del chicle desechado podrían poseer capacidades de biodegradación del chicle.
En un estudio reciente, Satari et al. determinó el contenido bacteriano del chicle desechado. Para ello, rasparon muestras de chicle de la acera de cinco países diferentes: España, Francia, Singapur, Grecia y Turquía. Analizaron la diversidad bacteriana de cada muestra utilizando una técnica llamada “Next Generation Sequencing”, que permite la secuenciación de ADN rápida y eficiente de miles de muestras en paralelo. Este método les dice a los investigadores qué bacterias están presentes y la proporción relativa de cada bacteria con respecto a otros miembros de la comunidad. Curiosamente, sus resultados mostraron que las muestras compartían muchas bacterias del mismo género (Figura 1). Las bacterias clasificadas dentro del mismo género son parientes cercanos entre sí, como primos. Es importante destacar que la abundancia relativa de cada género varió significativamente entre las muestras recolectadas de diferentes sitios (Figura 1), lo que sugiere que el entorno local dirige el desarrollo de la comunidad en el bacterioma de chicle desechado.
En muchas ciudades, la acera está decorada con esos puntos oscuros de residuos negros. Estos son pedazos viejos de chicle. Muchas gomas de mascar no son biodegradables, lo que significa que no se descomponen fácilmente y duran mucho tiempo. Esto se debe al componente insoluble en agua que contiene chicle, un material similar al caucho sintético que le da a la goma su pegajosidad y textura masticable. El otro componente principal del chicle es soluble en agua y contiene azúcar o alcoholes de azúcar utilizados para endulzar el chicle y darle sabor. El chicle desechado se considera un contaminante ambiental y su eliminación es costosa y requiere mucho tiempo. Por lo tanto, las soluciones rentables y rápidas para eliminar el chicle desperdiciado son imprescindibles
Para examinar la sucesión microbiana en el chicle desechado(es decir, el cambio de la diversidad microbiana a lo largo del tiempo), los investigadores organizaron un experimento en el que mascaron chicle y lo colocaron en el pavimento al aire libre. En el transcurso de 12 semanas, recolectaron muestras para la secuenciación de ADN a fin de determinar los cambios dinámicos en el contenido bacteriano. No es sorprendente que los tipos de bacterias que se encuentran con mayor frecuencia en las primeras semanas son conocidos miembros del microbioma oral. Su abundancia disminuyó con el tiempo, mientras que, en paralelo, aumentó la abundancia de bacterias ambientales no orales. Demostraron que esta sucesión microbiana finalmente se estabilizó en las últimas semanas, lo que significa que la tasa de cambios en la abundancia bacteriana se desaceleró. Curiosamente, todavía detectaron bacterias orales al final del período de 12 semanas, aunque con poca frecuencia, lo que indica que el chicle desechado contiene bacterias orales incluso semanas después de ser descartado. Su experimento también identificó géneros de bacterias en común entre las muestras de diferentes países, lo que sugiere que estas bacterias podrían ser colonizadores rápidos y comunes del chicle desechado. En general, sus resultados muestran que el tiempo de exposición al aire libre se correlaciona con los perfiles bacterianos de los chicles desechados.
Un proposito clave de esta investigación era identificar bacterias con la capacidad de degradar chicle. Interesantemente, la secuenciación de ADN de las muestras de chicle recolectadas en su experimento de sucesión microbiana identificó bacterias que fueron reportadas previamente como degradadoras de cauchos. Por ejemplo, se ha demostrado que las bacterias del género Bacillus descomponen cauchos naturales y sintéticos. Del mismo modo, las bacterias del género Corynebacterium son un componente del microbioma oral y degradan el caucho natural. En el experimento de los investigadores, las especies de Bacillus aumentaron gradualmente en abundancia durante la incubación al aire libre, y las especies de Corynebacterium se detectaron con una frecuencia baja pero estable en el transcurso de 12 semanas. Su presencia, entre otras, sugiere que podrían llegar a ser importantes para la biorremediación del chicle.
Finalmente, para caracterizar experimentalmente la posible actividad de degradación del chicle de las bacterias presentes en el chicle, los investigadores probaron crecer varias especies aisladas en medios suplementados con polvo de chicle (preparado al triturar los chicles Orbit y Trident). En cada caso, la única fuente de carbono, o alimento, para las bacterias es el chicle suplementado. Su lógica es que, si las bacterias pudieran crecer en la fuente de carbono derivada del chicle, podrían metabolizarla. De hecho, muchas de las bacterias cultivadas crecieron en presencia de los polvos de chicle analizados, lo que sugiere que el chicle alberga bacterias con la capacidad de degradarla (Figura 2). Estos resultados, junto con sus hallazgos de que muchas de las bacterias identificadas en la secuenciación de ADN del chicle desechado también se han descrito como degradadoras del caucho (en estudios anteriores), demuestran un prometedor primer paso en el uso de bacterias como estrategia de biorremediación del chicle desechado.
This study by Satari et al. was the first report of the wasted chewing gum bacteriome. One main caveat of this study is that the researchers analyzed a small number of samples collected from different countries. Thus, going forward, more research is crucial to understand the biodegradation capacities of the wasted chewing gum bacteriome and its application in the removal of discarded chewing gum in public spaces.
Link to the original post: Satari, L., Guillén, A., Vidal-Verdú, À. et al. The wasted chewing gum bacteriome. Sci Rep 10, 16846 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-73913-4
Featured image: Dan Kitwood (Getty Images)
Traducido por Julián E. Prieto-Vivas
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