Reino Unido: Nuevos polímeros sintéticos podrían conducir a mayores rendimientos de cultivos para los agricultores
22 junio 2022 Científicos del universidad de birmingham han inventado un nuevo método para alentar a las bacterias a formar ecosistemas que promuevan el crecimiento que podrían usarse para recubrir las raíces de las plántulas de las plantas, lo que se espera que dé como resultado plantas más fuertes y saludables y mayores rendimientos de cultivos en la agricultura.
En la naturaleza, las raíces de las plántulas forman relaciones mutuamente beneficiosas con las comunidades de microbios (hongos, bacterias, virus) en el suelo e intercambian nutrientes, lo que permite que florezcan tanto la planta como los microbios. Esto es particularmente crítico en las primeras etapas de la vida de una planta cuando la plántula está en una carrera contra el tiempo para alcanzar un crecimiento autosuficiente antes de que se agoten los nutrientes y las reservas de energía en la semilla.
Dr. Tim Overton, un microbiólogo aplicado de la Universidad de Escuela de Ingeniería Química, y el Dr. Francisco Fernández-Trillo del escuela de quimica dirigió un equipo para desarrollar nuevos polímeros sintéticos que estimulan la formación de estas comunidades bacterianas, de una manera que refleja un proceso natural conocido como formación de biopelículas.
Una biopelícula es una comunidad de microbios finamente orquestada, sostenida por una matriz de polímeros biológicos que forma un microambiente protector y mantiene unida a la comunidad.
Los investigadores trabajaron juntos en un proyecto de cuatro años sobre cómo los polímeros interactúan con las bacterias, lo que resultó en la síntesis de un grupo de polímeros a base de acilhidrazona.
Estos nuevos polímeros fueron diseñados para actuar como un andamio adhesivo, "sembrando" la formación de un complejo de polímero-microorganismo para iniciar y acelerar la formación de biopelículas. Una vez que se forma la biopelícula, las bacterias se convierten en una comunidad autosuficiente y autoorganizada, y producen su propia matriz para permitir la transmisión de nutrientes y agua, y la descarga de productos de desecho.
El proyecto fue financiado por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) a través de su Asociación de Capacitación en Biociencias Integrativas de Midlands.
Involucró a los estudiantes de doctorado Pavan Adoni y Omar Huneidi, quienes posteriormente avanzaron en la investigación que muestra que los polímeros agregan bacterias y mejoran la formación de biopelículas. Críticamente, también demostraron que el proceso es completamente reversible y que la biopelícula se puede dispersar cambiando las condiciones ambientales. Los resultados de estos experimentos y otros estudios se publicarán en 2022.
Pavan Adoni comentó: “Anticipamos que el polímero finalmente se usará como recubrimiento de semillas, tal vez junto con bacterias como B. Subtilis, que está naturalmente presente en el suelo, aumenta la tolerancia al estrés de las plantas y actualmente se usa como inoculante del suelo. Prevemos un enfoque más específico que solo trate la semilla, de modo que cuando germine, las bacterias estén listas para crecer en el entorno de puerto seguro proporcionado por un complejo de polímeros de microorganismos. En última instancia, esto debería resultar en plantas más fuertes, que crecen más rápido y tienen una mayor resistencia a las enfermedades”.
University of Birmingham Enterprise presentó una solicitud de patente de amplia base que cubre los nuevos polímeros, el método de formación de la biopelícula y el método de escisión de polímeros, y su uso para promover el crecimiento de una biopelícula con cualquier microorganismo, incluidos aquellos que pueden producir o liberar moléculas químicas o biológicas.
La patente ahora ha sido licenciada a una empresa especializada en ciencias de la vida. Tecnología PBL, que invierte, protege y promueve las innovaciones emergentes de fuentes de investigación pública en todo el mundo. En agricultura, las tecnologías de PBL incluyen genética de cultivos, tratamientos de cultivos, agricultura de precisión y promotores y herramientas de I+D.
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