Investigación revela mecanismos de acumulación de cobre en alga marina a nivel intracelular

Dic
27
2018
Estudios bioquímicos y moleculares mostraron que la macroalga marina Ulva compressa (Chlorophyta) acumula cobre a nivel intracelular mediante la síntesis de glutatión y fitoquelatinas y la sobrexpresión de metalotioneinas.

La macroalga marina Ulva compressa (Chlorophyta) es la especie dominante en sitios costeros del norte de Chile cuyas aguas se encuentran contaminadas con relaves de minas de cobre y fundiciones.  De ahí el interés de la investigadora del Departamento de Biología Dra. Alejandra Moenne por entender y profundizar el conocimiento de sus mecanismos de tolerancia y acumulación de metales.
 
“Esta macroalga verde es capaz de acumular grandes cantidades de cobre en sus tejidos y posee un potente sistema antioxidante que le permite combatir el estrés oxidativo inducido por el metal” indicó la Dra. Moenne respecto al objetivo del proyecto Fondecyt 1160013 en el que se encuentra trabajando y que se titula “Copper-induced expression of metallothioneins and synthesis of phytochelatins are involved in copper accumulation and tolerance in the marine macroalga Ulva compressa (Chlorophyta)”.
 
Dentro de los resultados del proyecto de investigación se observó que el alga “cultivada con concentraciones crecientes de cobre correspondientes a 2.5, 5 7.5 y 10 µM por 0 a 12 días acumula cobre a nivel intracelular de manera proporcional a la concentración presente en el medio de cultivo y el cobre acumulado aumenta con los días de cultivo de manera lineal”. 
 
Además, la especie en cuestión “presenta un aumento inicial de síntesis de glutataión (GSH) y fitoquelatinas (PCS) y una respuesta más tardía de aumento en la expresión de genes de metalotioneinas (MTs) en respuesta a cobre”. 
 
“La acumulación de cobre a estas concentraciones es lineal, en cambio el aumento  GSH y PCs asi como la expresión de genes de MTs aumenta y luego disminuye lo cual sugiere que existe un aumento coordinado y complementario de GSH, PCs y MTs que determinan la acumulación de cobre a nivel intracelular” explica la Dra. Moenne. 
 
“De manera complementaria, se demostró que, sobre un cierto nivel de cobre intracelular, el alga expulsa cobre al medio de cultivo así como glutatión, pero no fitoquelatinas ni metalotioneinas. Esta expulsión de cobre al medio constituiría un mecanismo adicional de detoxificación de cobre en esta alga marina”, agregó la investigadora respecto al trabajo  publicado en la revista Plant Physiology and Biochemistry.
 
Acerca de las proyecciones de este nuevo conocimiento, la Dra. Alejandra Moenne, responsable de la investigación, aseguró que los genes involucrados en la acumulación de metales “podrían ser expresados en un alga verde con mayor biomasa como Ulva lactuca y así el alga transformada pueda ser utilizada para fitoremediar aguas costeras contaminadas con metales. Otra posibilidad es transferir los genes a plantas tolerante a sequía y fitoremediar zonas áridas del norte de Chile contaminadas con metales”.
 
El equipo de investigación del estudio lo conforma el Dr. Claudio A. Sáez de la Universidad de Playa Ancha, como co-investigador, la Dra. Gabriela Lobos de la Universidad de Valparaíso, quien realizó las mediciones del cobre intracelular por ICP-OES, el Dr. Alberto González, la Bq. Melissa Gómez, Bq. Axel Navarrete pertenecientes al Laboratorio de Biotecnología Marina de la Facultad de Química y biología quienes midieron el nivel de GSH y Pcs y la expresión de MTs, y el Dr. Murray T. Brown de la Universidad de Plymouth.
 
 
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