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BIO MINERALIZACIÓN DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS EN GEOBACTER SULFURREDUCENS PARA LA OBTENCIÓN DE CITOCROMOS TIPO-C

INCHAURRONDO, Joaquin | PEDETTA, Andrea | BUSALMEN, Juan Pablo | ORDÓÑEZ, Maria Victoria

INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Introducción y Objetivos:
Geobacter sulfurreducens es una bacteria electro-activa capaz de reducir un gran número de aceptores finales de electrones insolubles. Esta habilidad se debe en gran medida a la presencia en dicha bacteria anaerobia de una gran variedad de citocromos tipo-c (c-Cyts). Muchos ellos se localizan en la membrana externa (Omc c-Cyts), permitiendo que la transferencia electrónica atraviese los límites de la célula. Dentro de los posibles aceptores finales se encuentran los oxihidróxidos de hierro, algunos de los cuales se reducen produciendo nanopartículas de magnetita (Fe+2Fe2+3O4), un mineral con propiedades magnéticas. Si bien se ha comprobado previamente la síntesis de estas nanopartículas en cultivo de G. sulfurreducens, a la fecha no se conoce su mecanismo de síntesis. El objetivo de este trabajo es explorar la posibilidad de utilizar materiales magnéticos producto del metabolismo de G. sulfurreducens como fuente de Omc c-Cyts, para su posterior purificación y estudio de sus características bioquímicas y electroquímicas, así como también evaluar los mecanismos de síntesis de los nanomateriales magnéticos obtenidos.
Materiales y Métodos:
Para ello, cultivos de G. sulfurreducens crecidos durante 15 días en Acetato como dador y Fumarato como aceptor, son enfrentados a un Oxihidróxido de hierro (III) e incubados en anaerobiosis, para producir magnetita. Luego de 15 días de incubación se comprobó la presencia de magnetismo en el precipitado en los cultivos y se procedió a la purificación de este material por medio de imanes de noedimio, y un protocolo secuencial de centrifugación y sonicación. El material colectado se analizó por Difracción de Rayos X (DRX), microscopía Raman y se observó en Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM) para determinar su naturaleza y composición química, además de explorar por la presencia de Omc c-Cyts.
Resultados:
Análisis de las micrografías de TEM obtenidas a partir de las diferentes fracciones purificadas de cultivos incubados con concentraciones crecientes de precursores de hierro sugieren la presencia de nanopartículas de magnetita, las cuales muestran una morfología que concuerda con la reportada previamente. Por otra parte, el análisis de los espectros Raman y patrones de DRX corroboran la presencia de picos característicos para magnetita en combinación con otros cristales de óxidos de hierro como goetita. Ensayos de electroforesis en geles de poliacrilamida semidesnaturalizantes y análisis mediante espectrofotometría serán realizados para verificar la potencial interacción de las nanopartículas bio-mineralizadas con los citocromos tipoc característicos de G. sulfurreducens.
Conclusiones:
Aunque preliminares, los resultados obtenidos permitieron profundizar en la caracterización de las nanoparticulas de magnetita biomineralizadas por cultivos de Geobacter. Asimismo, a partir del trabajo realizado se logro llevar a cabo la purificación de dichas nanoparticulas a partir de muestras mas complejas, aprovechando las propiedades magneticas del material bajo estudio. Finalmente, si bien los espectros Raman obtenidos parecen sugerir la presencia en las fracciones de nanoparticulas aisladas de citocromos tipo-c, futuros ensayos bioquímicos y electroquímicos permitirán corroborar dicha hipótesis.