Interrelaciones entre Myxococcus xanthus y metales pesados: aspectos básicos y posibles aplicaciones

Abstract

El nivel de toxicidad de los metales ensayados frente a M. xanthus está dentro de los márgenes considerados como de elevada resistencia para otros microorganismos. Las concentraciones inhibitorias en medio sólido fueron más altas que las que ejercían este efecto en medio líquido. Este hecho puede poner de manifiesto que el agar-agar utilizado para la gelificación de los medios sólidos secuestra parte de los metales presentes. Un caso en el que esta mixobacteria se comporta de forma diferente es frente al uranio, presentando mayor resistencia en medios líquidos que sólidos. Esto podría deberse a la mayor cantidad de polisacárido extracelular que produce en los primeros medios y la gran cantidad de uranio que se fija en estos polisacáridos, dejando disponible un bajo porcentaje del radionucleido. Los metales pesados tienen importantes efectos sobre M. xanthus disminuyendo su crecimiento, e inhibiendo la movilidad, en la mayoría de las cepas ensayadas. No obstante, las cepas mutantes dsp y frz recuperan la capacidad de formación de cuerpos fructificantes en presencia de manganeso, lo que también ocurre a la cepa dsp en presencia de cobalto y cromo. Estos hechos permiten suponer que, en el caso de la cepa frz, el manganeso tiene algún efecto que ayuda a las células a moverse de forma organizada llevándolas a formar cuerpos fructificantes en lugar de filamentos desorganizados. En el caso de la cepa dsp, los metales podrían pasar a ocupar los receptores de las fibrillas dando así una señal "falsa" entre las células y permitiendo, por tanto, que la cepa mutante se comporte como una cepa salvaje. La presencia de plomo, lantano, uranio, cobre y manganeso, induce la producción de pigmentos por M. xanthus, algunos de ellos difusibles. La producción de estos pigmentos podría suponer un mecanismo de defensa de este microorganismo frente a estos metales. En el caso de la plata, es posible conseguir una adaptación de las células de M. xanthus, en fase vegetativa, a concentraciones crecientes del metal. La plata bioadsorbida por estas células, se encuentra en la pared celular y en el citoplasma, o bien se fija al polisacárido extracelular, según se usen medios sólidos o líquidos, respectivamente. Esto indicaría la existencia de al menos dos mecanismos diferentes utilizados por esta bacteria para reducir el efecto tóxico del metal. El estudio, mediante espectroscopía por infrarrojos y espectroscopía por absorción de rayos X para estructuras finas, de los complejos formados por la interacción del uranio con la biomasa no proliferante de M. xanthus ha puesto de manifiesto que los grupos funcionales implicados en los mismos son grupos fosfato orgánico e inorgánico a pH 2 y 4,5 respectivamente, dando lugar a la formación de meta-autunita en el segundo caso. Cuando M. xanthus 422 crece en presencia de cobalto, cromo, cobre, y manganeso, únicamente el manganeso es capaz de incorporarse a minerales como la estruvita y la calcita. El hecho de que sea este el único metal incorporado se interpreta como consecuencia de su radio iónico. Además, la producción de weddelita en presencia de manganeso en los medios de carbonatogénesis, parece indicar la inducción del ciclo del glioxilato y la consiguiente producción de oxalato, probablemente por la participación del manganeso como cofactor para la actuación de enzimas implicadas en las reacciones correspondientes. Myxococcus xanthus es capaz de desarrollar biopelícula sobre soportes inorgánicos porosos. Esta biopelícula tiene la habilidad de fijar cromo y manganeso, eliminando dos tercios del metal presente en la solución. Así mismo, la biopelícula formada muestra una notable capacidad biomineralizadora