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DESARROLLO DE UN SENSOR BIOLÓGICO PARA REPORTAR CONTAMINACIÓN CON MERCURIO

MENDOZA, Julián Ignacio | CHECA, Susana

INSTITUTO DE BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR DE ROSARIO

Introducción y Objetivos:
La contaminación por metales pesados tóxicos como mercurio (Hg) es una preocupación a nivel mundial, ya que altos niveles de este metal afectan no sólo la salud humana sino también al medio ambiente. La tecnología de biosensores bacterianos (microorganismos modificados genéticamente para acoplar la detección de un metal a la producción de una señal fácilmente cuantificable) emerge como una nueva herramienta para contribuir a dar solución a esta problemática. La principal ventaja de los biosensores es que reportan exclusivamente la fracción de metal biodisponible (como iones), siendo más apropiados para evaluar su riesgo ambiental. Además, esta tecnología tiene un bajo costo de implementación y las determinaciones se realizan de manera simples y rápidas. Nuestro grupo se ha centrado en el estudio de proteínas metalorreguladoras, el componente central del biosensor y principal determinante de la especificidad de la determinación. Previamente, a partir de GolS, un sensor de Au presente en Salmonella, desarrollamos un biosensor de oro y otro de amplio espectro de detección de metales tóxicos. Este biosensor es capaz de reportar simultáneamente y con alta sensibilidad la presencia de Hg, Cd y Pb en muestras acuosas, tres de los metales más contaminantes según la WHO. Con el objetivo de obtener nuevas variantes de GolS capaces de reportar específicamente Hg biodisponible, y posibilitar su cuantificación, modificamos la región de unión a metal de GolS de manera programada para asimilarla a la de sensores nativos de Hg.
Materiales y Métodos:
Para modificar el sensor, aplicamos mutagénesis sitio-dirigida. Utilizamos construcciones reporteras colorimétricas y fluorescentes, y distintos chasis bacterianos, para analizar la actividad transcripcional de las variantes de GolS obtenidas en presencia de distintos metales.
Resultados:
Una de estas variantes mostró especificidad para detectar Hg soluble incluso en presencia de otros metales como Au, Cu, Cd, Pb o Co. La inclusión de una construcción reportera fluorescente en el biosensor posibilita detectar altos niveles de Hg a ojo desnudo iluminando la muestra con luz azul. La calibración del biosensor fluorescente en condiciones de laboratorio reveló una sensibilidad y rango de detección de Hg adecuadas, permitiendo su uso para evaluar muestras con concentraciones de Hg superiores a 6 ppb, el valor máximo tolerado de este tóxico en aguas de consumo recomendado por WHO y otras agencias de protección.
Conclusiones:
El biosensor fluorescente desarrollado tiene potencial aplicación para identificar y cuantificar Hg en soluciones acuosas. Sumado a los biosensores previamente desarrollados en el laboratorio, posibilita el desarrollo de un dispositivo de detección para el rápido análisis, identificación y cuantificación de metales tóxicos en aguas de consumo o ambientales.