Abstracto

Biotecnología-2013: Factores que alivian la toxicidad del cadmio en el hongo de la podredumbre blanca - Kuber Bhainsa - Facultad de Medicina de la Universidad de Cincinnati

Kuber Bhainsa, Khajamohiddin Syed y Jagjit S. Yadav 

La co-contaminación ambiental con metales pesados ??y HAP plantea un desafío para la biorremediación. Para degradar mezclas de metales y HAP, el organismo que se biodegrada debe estar en un estado metabólicamente activo para degradar los HAP y al mismo tiempo ser capaz de tolerar los metales co-contaminantes. En vista de esto, se realizaron estudios de tolerancia utilizando cadmio (Cd) y HAP individuales uno después del otro y también juntos. El hongo de podredumbre blanca, Phanerochaete chrysosporium, conocido por tener la capacidad de degradar HAP, se utilizó en este estudio y la toxicidad xenobiótica se evaluó en términos de inhibición del crecimiento midiendo el peso seco del micelio. El Cd en concentraciones superiores a 0,1 mM mostró inhibición del crecimiento fúngico de una manera establecida por la dosis, mientras que el HAP de prueba mostró un efecto inhibidor dentro del rango de concentración de 10-25 ppm dependiendo del tipo de HAP. El patrón de inhibición del crecimiento observará el orden Pireno> Fenantreno> B(a)P. Cada uno de los contaminantes en sus respectivas concentraciones inhibidoras provocó cambios en el patrón de crecimiento del organismo con forma de perla compacta. Al parecer, la coexposición con HAP alivió la toxicidad del Cd, lo que indica un efecto protector de los HAP. Por otra parte, el agotación químico del glutatión aceleró la toxicidad del Cd, lo que sugiere una función importante en la concesión de tolerancia al Cd en P. chrysosporium. El salto humano en la dirección de la industrialización y la vida cómoda es un salto hacia la contaminación ambiental y, en consecuencia, el deterioro de la salud humana. El medio ambiente está contaminado por metales pesados ????de las aguas residuales industriales durante el procesamiento de metales, además de otras rutas contaminantes. En realidad, cualquier actividad comercial que utilice metales tiene un problema de eliminación de metales. La naturaleza de los metales pesados ????es no biodegradable y crónica; en consecuencia, las cabinas ambientales (suelo y marco de agua) no pueden purificarse de estos contaminantes tóxicos. Los metales pesados ??se pueden dividir en metales críticos que incluyen cobre, manganeso, zinc y hierro, y metales no esenciales como cadmio, plomo, mercurio y níquel. El cadmio y el plomo se incluyen entre los contaminantes predominantes debido a su alta toxicidad. El cadmio se libera al medio ambiente a través de los relaves mineros, los efluentes de las industrias textiles, del cuero, de la curtiduría, de la galvanoplastia y de la galvanización, así como de las baterías de cadmio. Las soluciones acuosas de cadmio se prepararon mediante la dilución de la solución de caldo de moda de Cd (II) (concentración 1000 mg L-1) obtenida mediante la disolución de Cd (NO3) 2.4H2O en agua desionizada. Se prepararon diluciones limpias para cada experimento. El Cd (NO3) 2.4H2O se compró a Merck, Alemania. Se utilizaron agar de dextrosa de patata (PDA),agar de extracto de malta (MEA) y caldo de dextrosa de patata (PDB) como medio sólido y líquido, respectivamente. Los medios PDA y MEA se adquirieron en Merck, Alemania. El medio PDB se adquirió en Scharlau, Ecu Union. En todos los experimentos se utilizó agua desionizada (TKA Smsrt2Pure, Alemania). Todo el material de vidrio y plástico de laboratorio se remojó en HNO3 de grado técnico 2 M, se enjuagó con agua destilada y secó con calor durante 2 h, a 180 °C antes de su uso. La concentración de Cd en suelos terrestres se encuentra entre 0,2 y 1,1 mg kg². Las concentraciones más altas de Cd (en mg kgډ1) se mencionan para suelos en el área de las industrias de procesamiento de metales, por ejemplo, en Bélgica, 1781; en Polonia, 270; y en los Estados Unidos, 1500. El estudio actual declaró siete hongos particularmente tolerantes. Estos hongos exhibieron varias estrategias de resistencia hacia el cadmio y tenían la capacidad de secuestrar cadmio de medios líquidos. Aspergilus versicolor difirió notablemente en el comportamiento de limpieza de otros hongos aislados en este estudio. El hongo demostró una increíble capacidad para desarrollarse activamente en presencia de Cd y reducir la concentración de cadmio a niveles menos tóxicos. La introducción de Aspergilus versicolor como biota carroñera es el primer paso para aumentar este hongo en la ciencia de la biorremediación. Se están realizando esfuerzos para que la biorremediación sea técnica y económicamente viable; por lo tanto, debemos dirigir nuestro interés a aprovechar todo el potencial del microorganismo. El conocimiento de la técnica de absorción de metales genéticamente, la manipulación de la estructura celular, incluido el autoclave o el secado de biomasa, y el uso de trazas de mezcla son tecnologías modernas en estudios de biotratamiento. Las concentraciones de Cd de las muestras de suelo utilizadas en este estudio fueron 56,90 y 488,25 (mg kg 1 suelo) para la industria de refinería de plomo y la empresa de refinería de zinc respectivamente. Dado que se habían elegido áreas de vertido de desechos para las muestras de suelo, no es de extrañar que el contenido de Cd fuera demasiado alto. Los géneros, Aspergilus versicolor, Paecilomyces sp.G, Aspergillus fumigatus, Microsporum sp, Terichoderma sp, Paecilomyces sp.9 y Cladosporium sp mostraron capacidades de bioacumulación de 7.313, 5.878, 5.243, 5.0.5, 4.557, 2.849 y 2.631 mg g. ‰1 en conjunto para disminuir la capacidad. bastante el hongo acumulador fino fue también la cepa más tolerante. pero, para el resto de los hongos este patrón no se conserva. excepto Paecilomyces sp.G que parecía semi acumulador y semi tolerante, Aspergillus fumigatus y Microsporum sp fueron algunos de los aislados sensibles; Sin embargo, fueron hongos moderadamente acumuladores. Estos resultados sugieren que el potencial de eliminación no es proporcional al nivel de tolerancia.Observaciones similares sobre la falta de evaluación entre la tolerancia a los metales y la capacidad de eliminación se hicieron anteriormente. Ciertamente, la capacidad de absorción se relaciona con el tipo de mecanismo de tolerancia de los hongos. En los estándares de biotratamiento, el mecanismo de resistencia y las técnicas de remediación de los microorganismos deben ser prominentes y se deben decidir los componentes que estos temas tienen en común. En esta disciplina es fundamental estudiar los mecanismos de tolerancia que, en última instancia, conducen al descubrimiento de nuevas actividades de biocaptación (bioacumulación y biosorción). Se han reconocido diversas técnicas únicas de acumulación de metales. Las propiedades fisicoquímicas de los metales y la estructura corporal del organismo influyen en la captación de metales. Se podría plantear la hipótesis de que la disminución de la captación en los géneros Cladosporium y Paecilomyces sp.9 contribuyó al mecanismo de tolerancia al rechazo del cadmio utilizado por este hongo. Biografía Kuber Bhainsa, Ph.D., es profesor visitante en el Departamento de Salud Ambiental (DEH), Facultad de Medicina de la Universidad de Cincinnati (UCCOM), patrocinado por el DBT-CREST AWARD, DBT, Gobierno de la India. bhainskr@ucmail.uc.edu