{"id":147869,"date":"2025-06-02T15:10:20","date_gmt":"2025-06-02T15:10:20","guid":{"rendered":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/?p=147869"},"modified":"2025-06-04T22:12:24","modified_gmt":"2025-06-04T22:12:24","slug":"reproducen-suelos-agricolas-en-un-chip-para-estudiar-como-convertir-bacterias-en-biofertilizantes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enolife.com.ar\/es\/reproducen-suelos-agricolas-en-un-chip-para-estudiar-como-convertir-bacterias-en-biofertilizantes\/","title":{"rendered":"Reproducen suelos agr\u00edcolas en un chip para estudiar c\u00f3mo convertir bacterias en biofertilizantes"},"content":{"rendered":"\n

Cient\u00edficos del Consejo Nacional de Investigaciones Cient\u00edficas y Tecnol\u00f3gicas (Conicet) de Argentina y de la Universidad de Chile dise\u00f1aron micro laboratorios en chips del tama\u00f1o de la yema de un dedo que permiten entender mejor el funcionamiento de los microorganismos que posibilitan que algunas plantas fijen el nitr\u00f3geno del ambiente y lo conviertan en su nutriente. Este conocimiento podr\u00eda servir para optimizar el desarrollo y la inoculaci\u00f3n de biofertilizantes.<\/strong><\/em><\/h4>\n\n\n\n
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Un equipo multidisciplinario de cient\u00edficos del Consejo Nacional de Investigaciones Cient\u00edficas y Tecnol\u00f3gicas (Conicet) de Argentina y de la Universidad de Chile<\/strong> desarrollaron micro dispositivos transparentes que recrean de forma artificial, con una precisi\u00f3n sin precedentes, las condiciones de suelos agr\u00edcolas reales. <\/p>\n\n\n\n

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El objetivo central es observar y estudiar la actividad de bacterias<\/strong> que, a trav\u00e9s de su asociaci\u00f3n con las ra\u00edces de las plantas, promueven el crecimiento vegetal.<\/h3>\n\n\n\n
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Estos micro laboratorios de composici\u00f3n pl\u00e1stica<\/strong>, dise\u00f1ados para permitir el paso del ox\u00edgeno, bautizados como \u201csuelos en un chip\u201d (SOCs, por sus siglas en ingl\u00e9s)<\/strong>, poseen el tama\u00f1o de la yema de un dedo<\/strong> y est\u00e1n constituidos por granos y poros que imitan los suelos arenosos o limosos que predominan en la agricultura argentina.<\/p>\n\n\n\n

En estos chips, los granos, al igual que sucede en los suelos reales, se encuentran rodeados de canales ultra delgados repletos de l\u00edquido con nutrientes, en los que se pueden introducir distintos tipos de microrganismos. En un estudio publicado recientemente en la revista Communications Biology (del grupo Nature)<\/strong> el uso de los SOCs permiti\u00f3 conocer nueva informaci\u00f3n acerca de la movilidad de un grupo de bacterias del suelo que se usan para el desarrollo de biofertilizantes.<\/p>\n\n\n\n

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Mar\u00eda Luisa Cordero, Ver\u00f3nica Marconi, Sof\u00eda Montagna y Moniellen Pires Monteiro en Chile (foto gentileza de las investigadoras<\/strong><\/em>).<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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Participaron del estudio el grupo de la investigadora del Conicet Ver\u00f3nica I. Marconi<\/strong> del Instituto de F\u00edsica Enrique Gaviola (IFEG, Conicet-UNC), responsable de dise\u00f1ar y modelar in silico los micro laboratorios y las bacterias que se mueven dentro de ellos; el laboratorio de Microflu\u00eddica que dirige Mar\u00eda Luisa Cordero<\/strong> en la Facultad de Ciencias F\u00edsicas y Matem\u00e1ticas de la Universidad de Chile, que aport\u00f3 su experticia para fabricar los SOCs; y el laboratorio del investigador del Conicet An\u00edbal Lodeiro<\/strong> en el Instituto de Biotecnolog\u00eda y Biolog\u00eda Molecular (IBBM, Conicet-UNLP), donde desde hace muchos a\u00f1os se estudian grupos de microorganismos del suelo ben\u00e9ficos para las plantas.<\/p>\n\n\n\n

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Los SOCs y los sistemas flagelares de las bacterias del suelo<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u201cEn un gramo de suelo viven alrededor de 10 mil millones de microorganismos. Los SOCs ofrecen a investigadores de diferentes disciplinas la posibilidad de observar, a trav\u00e9s de un microscopio, c\u00f3mo viven y se reproducen estos organismos en condiciones muy simplificadas, pero similares a las reales en lo que respecta a su confinamiento microm\u00e9trico. Entre sus potenciales aplicaciones, nos han permitido estudiar c\u00f3mo se desplazan a trav\u00e9s de los microcanales y poros un grupo de bacterias del suelo ben\u00e9ficas para el crecimiento de las leguminosas (como la soja y el man\u00ed), denominadas B diazoefficiens\u201d,<\/em> explica Marconi, quien tambi\u00e9n es profesora de la Facultad de Matem\u00e1tica, Astronom\u00eda y F\u00edsica de la Universidad Nacional de C\u00f3rdoba (Famaf, UNC).<\/p>\n\n\n\n

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A largo plazo, esto puede ayudar a mejorar biofertilizantes y saber cu\u00e1l es el mejor modo de inocularlos en los cultivos de siembra, si, por ejemplo, en los surcos o junto con las semillas. Aunque a\u00fan falta mucho, creemos que este puede ser un buen punto de partida\u201d.
VER\u00d3NICA I. MARCONI, investigadora del Conicet de Argentina.<\/strong>
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B.diazoefficiens<\/em> es un rizobio, es decir un tipo de bacteria del suelo capaz de establecer un v\u00ednculo simbi\u00f3tico con las leguminosas, que les permite a las plantas fijar el nitr\u00f3geno presente en la atm\u00f3sfera. Estos microorganismos tienen la capacidad de transformar el nitr\u00f3geno atmosf\u00e9rico, que los vegetales no pueden tomar directamente del ambiente, en una forma de nitr\u00f3geno (amon\u00edaco) que las plantas pueden absorber. Para realizar esta tarea, los rizobios infectan las ra\u00edces de las leguminosas y forman n\u00f3dulos, dentro de los cuales viven. Este v\u00ednculo resulta ben\u00e9fico tambi\u00e9n para los microorganismos, puesto que las leguminosas le proporcionan los az\u00facares que utilizan como fuente de energ\u00eda y les permite reproducirse m\u00e1s r\u00e1pidamente.<\/p>\n\n\n\n

Este proceso natural puede ser estimulado artificialmente a partir del desarrollo de biofertilizantes que contengan estas bacterias del suelo, ya sea gen\u00e9ticamente modificadas o no. Pero para que los biofertilizantes sean tan eficientes como los fertilizantes qu\u00edmicos es necesario conocer mejor c\u00f3mo act\u00faan estos microorganismos que se asocian con las ra\u00edces de las leguminosas. \u201cEntre otros aspectos, es importante estudiar la capacidad de \u2018nado\u2019 de cada tipo de bacteria, para saber cu\u00e1les pueden llegar m\u00e1s r\u00e1pido o m\u00e1s eficientemente a la ra\u00edz y nodular mejor\u201d<\/em>, asegura Marconi.<\/p>\n\n\n\n

Para poder desplazarse a trav\u00e9s de entornos l\u00edquidos, como el de los suelos, las bacterias poseen filamentos conocidos como sistemas flagelares. B. diazoefficiens<\/em> se caracteriza por poseer dos tipos de sistemas flagelares: el subpolar, que se encuentra en la parte trasera, y es grueso; y los laterales, que pueden salir de cualquier parte del cuerpo, son varios y m\u00e1s delicados. Una de las preguntas que se hacen los especialistas que estudian este grupo de microrganismos del suelo es por qu\u00e9 evolucionaron con dos sistemas flagelares tan distintos, que, adem\u00e1s, la mayor\u00eda de las bacterias no poseen.<\/p>\n\n\n\n

Marconi relata que el laboratorio que dirige Lodeiro ha realizado grandes avances en el estudio de este grupo de bacterias, intentando entender para qu\u00e9 desarrollan estos sistemas flagelares y cu\u00e1l es la funci\u00f3n de cada uno. Sin embargo, hasta hace una d\u00e9cada, aun no contaban con tantos conocimientos espec\u00edficos sobre el nado de estas bacterias ni tampoco las hab\u00edan visto desplazarse. A part\u00edr de coloborar interdisciplinariamente con grupos de f\u00edsica de C\u00f3rdoba y Chile pudieron, primero, a trav\u00e9s de un modelo computacional, conocer las estrategias de nado de B. diazoefficiens<\/em>. Y m\u00e1s recientemente, a partir de la confecci\u00f3n de los SOCs, lograron observar de forma directa, microscopio mediante, el movimiento de bacterias reales entre canales y poros que imitan de manera muy simple un suelo altamente complejo e intrincado.<\/p>\n\n\n\n

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Cient\u00edficos argentinos, junto a colegas chilenos, desarrollaron \u00absuelos en un chip\u00bb para estudiar el nado de la bacteria\u00a0B. diazoefficiens. Im\u00e1genes: gentileza investigadora (publicadas en\u00a0Communications Biology)<\/strong><\/em>.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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\u201cObservar de manera directa estas bacterias del suelo implica poder contribuir a un mejor conocimiento de la funcionalidad de sus sistemas flagelares; porque nosotros estudiamos tambi\u00e9n versiones gen\u00e9ticamente modificadas de las mismas. Es decir, analizamos bacterias con un flagelo o con varios para poder saber cu\u00e1l tiene mejor movilidad, y cuales son m\u00e1s eficientes para nodular de acuerdo con el tipo de porosidad de los suelos\u00bb, <\/em> se\u00f1ala Marconi.<\/p>\n\n\n\n

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Un punto de partida<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Entre las conclusiones obtenidas en el estudio, se destaca que se pudo corroborar que,  cuando los canales y poros son muy peque\u00f1os (del orden del tama\u00f1o del propio microorganismo), los dos sistemas flagelares que posee la cepa salvaje de B. diazoefficiens<\/em> no son \u00fatiles para desplazarse mejor que con un solo sistema flagelar subpolar.<\/p>\n\n\n\n

\u201cQuiero resaltar que este aporte es solo un punto de partida. Creemos que los SOCs son muy prometedores para el estudio de todo tipo de microorganismos de suelo, ben\u00e9ficos o no. En este sentido, apostamos a que puedan ser de mucha utilidad tanto para el avance de ciencias b\u00e1sicas, como la biolog\u00eda o la f\u00edsica de suelos, como para el futuro desarrollo de aplicaciones agroindustriales, biotecnol\u00f3gicas, ambientales o de bioremediaci\u00f3n\u201d<\/em>, concluye la investigadora.<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s de Marconi, y los ya mencionados Cordero y Lodeiro, participaron del estudio Moniellen Pires Monteiro<\/strong> y Juan Pablo Carrillo-Mora<\/strong>, de la Universidad de Chile; y Nahuel Guti\u00e9rrez y Sof\u00eda Montagna de la Famaf de la UNC.<\/p>\n\n\n\n

En enero de este a\u00f1o, el mismo equipo de investigaci\u00f3n ya hab\u00eda publicado un trabajo en la revista Physics of Fluids<\/em>, destacado por el editor, en el que estudiaron los tiempos de recuperaci\u00f3n de los sistemas flagelares de B. Diazoefficiens<\/em> tras el sufrimiento de rupturas. En las conclusiones se destaca que el tiempo de recuperaci\u00f3n de los flagelos m\u00e1s finos y laterales es de alrededor de cuarenta minutos, mientras los flagelos subpolares, mucho m\u00e1s gruesos, demoran entre cuatro y cinco horas.<\/p>\n\n\n\n

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Fuente: Consejo Nacional de Investigaciones Cient\u00edficas y Tecnol\u00f3gicas (Conicet)<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

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