Procesos biológicos para la extracción de biopolímeros

La extracción del PHA del entorno bacteriano se realiza típicamente utilizando procesos poco sostenibles que incluyen la utilización de disolventes orgánicos volátiles a temperaturas próximas a la de su evaporación. Siguiendo nuestra filosofía de sostenibilidad y economía circular, en el grupo POLYBIO planteamos el uso de Bdellovibrio bacteriovorus, una bacteria depredadora de amplio rango de huésped, como herramienta lítica para la liberación de productos intracelulares (principalmente PHA).

B. bacteriovorus es una bacteria gramnegativa depredadora que se alimenta de otras especies bacterianas gramnegativas. Se caracteriza por su pequeño tamaño y su gran velocidad (alcanza hasta 160 μm·s^-1). Tiene un ciclo biológico compuesto por: i) una fase de ataque en vida libre, en la que localiza a su presa hasta anclarse en su membrana, y ii) una fase de crecimiento intraperiplásmico, en la que, tras establecerse en el periplasma de la presa, digiere los componentes de ésta para alimentarse de ellos. Una vez agotados los nutrientes, las células hijas lisan los restos de la presa y vuelven a entrar en la fase de ataque.

El grupo POLYBIO es un grupo referente en la «domesticación» de este depredador como herramienta para aplicaciones biotecnológicas. Además del uso de este microorganismo como agente liberador de partículas de PHA, planteamos su uso como fuente de enzimas hidrolíticas. Debido a su amplia gama de presas, B. bacteriovorus tiene además el potencial de servir como agente para el biocontrol en ecosistemas abiertos. Por lo tanto, se ha propuesto su uso para diversas aplicaciones en varios campos como la agricultura, la acuicultura o la medicina, sirviendo como un antibiótico vivo.

Publicaciones relevantes:

Martínez, V., de la Peña, F., García-Hidalgo, J., de la Mata, I., García, J. L., & Prieto, M. A. (2012). Identification and biochemical evidence of a medium-chain-length polyhydroxyalkanoate depolymerase in the Bdellovibrio bacteriovorus predatory hydrolytic arsenal. Applied and Environmental Microbiology, 78(17), 6017-6026.

Salgado, S., Hernández‐Herreros, N., & Prieto, M. A. (2024). Controlling the expression of heterologous genes in Bdellovibrio bacteriovorus using synthetic biology strategies. Microbial Biotechnology, 17(6), e14517.

Martínez, V., Herencias, C., Jurkevitch, E., & Prieto, M. A. (2016). Engineering a predatory bacterium as a proficient killer agent for intracellular bio-products recovery: The case of the polyhydroxyalkanoates. Scientific Reports, 6(1), 1-12.