Descontaminación de suelos mediante el uso de plantas transgénicas

La modificación genética, ya sea de animales o de plantas, sigue generando polémica y opiniones diversas con mayor o menor fundamento científico. Entre las diversas aplicaciones tanto en beneficio del ser humano como del medio ambiente, vamos a hablar de una aplicación poco conocida de los transgénicos que se basa en su capacidad para descontaminar el medio ambiente.

Una de las aplicaciones de la biotecnología vegetal más conocidas hoy en día es la modificación de plantas para el uso agrícola, para que sean resistentes a insectos o puedan tolerar ciertos herbicidas. Un ejemplo de estos cultivos modificados mediante la ingeniería genética serían las plantas “Roundup Ready”, las cuales toleran al herbicida “Roundup” (glifosato). Otra utilidad de las plantas modificadas genéticamente es la biorremediación, que es un proceso en el que se utilizan seres vivos (o alguna de sus partes o productos) para la recuperación de una zona terrestre o acuática contaminada. Hay dos tipos de biorremediación:

• in situ: mediante bioestimulación añadiendo nutrientes al medio contaminado, o mediante bioincremento, aportando al medio contaminado microorganismos para que lo degraden.
• ex situ: se transporta el contaminante a plantas de procesamiento para su degradación por microorganismos especializados.

Una de las líneas de la biorremediación es la fitorremediación, que consiste en la utilización de las plantas y de los microorganismos asociados a las mismas con fines de descontaminación del medio ambiente (Bey, 2010). Las plantas son organismos autótrofos, sintetizan compuestos orgánicos usando como fuente de carbono el CO₂ y absorbiendo agua con compuestos minerales, nitrógeno y otros nutrientes del medio a través de las raíces. Debido a la contaminación del medio ambiente, las plantas absorben también compuestos tóxicos, por lo que han ido generando mecanismos de detoxificación que les permiten sobrevivir en ambientes adversos (Bey, 2010).

Esta técnica de biorremediación permite descontaminar de manera eficiente compuestos tóxicos orgánicos e inorgánicos. Los contaminantes orgánicos son producidos mayoritariamente por el hombre como consecuencia de derrames (combustibles), actividades industriales (desechos químicos y petroquímicos) o actividades militares y agrícolas (Bey, 2010). Algunos ejemplos de compuestos orgánicos que han sido degradados de manera eficiente mediante la biorremediación son herbicidas como la atrazina o hidrocarburos derivados del petróleo (gasolina, benceno, tolueno, etc), entre muchos otros. Estos son relativamente menos tóxicos que los contaminantes orgánicos ya que son reactivos y no se acumulan.

Los compuestos inorgánicos no pueden ser degradados por las plantas, pero pueden acumularse en las partes cosechables de las mismas (Bey, 2010). Un ejemplo de estos contaminantes es el Mercurio (Hg), una de las sustancias más tóxicas. La forma más volátil es el óxido de mercurio (HgO), que puede oxidarse con el ozono atmosférico en presencia de agua para dar la forma divalente reactiva Hg²⁺. Esta forma puede reaccionar con compuestos orgánicos para dar lugar a organomercuriales, los cuales son potentes tóxicos para el sistema nervioso, del riñón y del hígado en animales superiores (incluidos humanos). Es importante señalar que, al ser un contaminante bioacumulable, la concentración de mercurio en los organismos va aumentando a medida que se asciende en los diferentes niveles de la cadena trófica (biomagnificación).

La eliminación de este compuesto se consigue mediante operones mer (estructuras génicas que codifican genes que protegen a determinados microorganismos de la contaminación por mercurio). Algunos investigadores han transformado plantas con genes bacterianos del operon mer, para que las plantas acumulen el aproximadamente el doble de metales. Un ejemplo de plantas en las cuales se usan estos operones seria la planta de Arabidopsis thaliana y la planta del tabaco, las cuales son transformadas con el gen merC de Acidithiobacillus ferrooxidans (Sasaki et al,2006).

Arabidopsis thaliana Universidad de Iowa. Departamento de biología. E. Jefferson St.
https://biology.uiowa.edu/model-organisms/arabidopsis-thaliana-mustard-plant

Referencias

Bey, P.; Mentaberry, A.; Segretín, M. (2010). Biotecnología y Mejoramiento Vegetal II. Parte V. Ediciones INTA y Argenbio.

Mathews, C. K.; Van Holde, K. E.; Ahern, K. G. (2002). Bioquímica. 3º ed. Pearson Addison Wesley. Madrid.

Sasaki, Y.; Hayakawa, T.; Inoue, C.; Miyazaki, A.; Silver, S.; Kusano, T. (2006). “Generation of mercuryhyperaccumulating plants through transgenic expression of the bacterial mercury membrane transport protein MerC”. Transgenic Res. 15(5): 615-625.