Así ayudan los microbios a purificar la atmósfera
Descubren cómo los microorganismos contribuyen con su actividad vital a limpiar el aire y reducir la concentración de monóxido de carbono, un gas mortal.
Por Enrique Coperías
Microbios que flotan en el aire aprovechan el CO para su supervivencia, y de paso, limpian la atmósfera de este gas nocivo. Imagen generada con DALL-E
Los recientes descubrimientos de un equipo de investigadores en Australia ofrecen una visión fascinante sobre el papel crucial que desempeñan ciertos microorganismos en la reducción de los niveles de monóxido de carbono (CO) en la atmósfera, un gas altamente tóxico que, aunque vital en procesos industriales, representa una amenaza para la salud humana debido a su capacidad para interferir con la respiración celular.
Cada año, más de 2.000 millones de toneladas de CO son liberadas a la atmósfera a través de fuentes naturales y antropogénicas. Sin embargo, los microbios juegan un papel crucial en la mitigación de esta amenaza, ya que consumen aproximadamente 250 millones de toneladas de CO cada año, ayudando así a reducir su concentración a niveles más seguros.
Ashleigh Kropp, coautora del estudio y miembro del laboratorio Greening del Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), y del laboratorio Grinter de la Universidad de Melbourne, asegura que el estudio proporciona la primera evidencia de cómo ciertas enzimas microbianas extraen CO de la atmósfera para alimentar sus procesos celulares.
Un gas letal convertido en un recurso aprovechable
Estas enzimas, conocidas como deshidrogenasas de monóxido de carbono dependientes de MoCu (Mo-CODH), son usadas por billones de microbios que habitan nuestros suelos y aguas. Aunque los microbios consumen CO para su propia supervivencia, también ayudan inadvertidamente a reducir los niveles de este gas, lo que resulta beneficioso para los seres humanos, según Kropp.
Este descubrimiento ofrece una nueva perspectiva sobre cómo la vida microbiana puede transformar un gas letal en un recurso aprovechable, con efectos directos sobre la salud ambiental y humana.
En palabras de David Gillett, coautor del estudio y doctorando en el Greening Lab, este hallazgo es un ejemplo impresionante de cómo los microorganismos han desarrollado ingeniosas formas de convertir algo tóxico en un recurso útil. «Estos microbios ayudan a limpiar la atmósfera —afirma Gillett en una nota de prensa de la Universidad de Monash (Australia). Y añade—: Esto no solo contrarresta la contaminación atmosférica, que mata a millones de personas cada año, sino que también contribuye a la reducción del calentamiento global, dado que el CO es un gas de efecto invernadero indirecto».
Esta imagen muestra la arquitectura molecular de la enzima especializada que permite a los microbios consumir el CO tóxico de la atmósfera. Crédito: Ashleigh Kropp and Dr David Gillett
Cómo los microbios regulan la atmósfera
Aunque el descubrimiento no se utilizará de inmediato para desarrollar soluciones que controlen directamente las emisiones de CO, sí enriquece nuestra comprensión de cómo los microbios contribuyen a regular la atmósfera. Además, puede sentar las bases para futuras investigaciones que busquen formas de optimizar este proceso natural en beneficio de la humanidad.
El profesor Chris Greening, coautor principal del estudio y director del Programa de Cambio Global del BDI, subraya la importancia fundamental de los microorganismos en la biosfera: «Los microbios desempeñan innumerables funciones esenciales para la salud humana y planetaria. Sin embargo, debido a su invisibilidad y su por lo general mala fama, sus contribuciones suelen pasar desapercibidas».
Según Kropp, los microbios son esenciales para que nuestro aire sea respirable. «Producen la mitad del oxígeno que respiramos y desintoxican diversos contaminantes como el CO —señala Kropp—. Es crucial que comprendamos y valoremos mejor cómo contribuyen a nuestra supervivencia».
Oxidan el CO presente en la atmósfera
Este estudio, que fue liderado por la Universidad de Monash y publicado en la revista Nature Chemical Biology, profundiza en la comprensión de cómo los microbios oxidan el CO presente en la atmósfera. Utilizan la citada enzima MoCu (Mo-CODH) para extraer energía de este gas omnipresente pero peligroso.
En su investigación, los científicos emplearon técnicas avanzadas, como la criomicroscopía electrónica (cryo-EM), para estudiar cómo esta enzima interactúa con la cadena respiratoria de los microbios, un proceso vital que permite la supervivencia en entornos de escasez de nutrientes.
Además, los autores detallaron cómo la enzima MoCu (Mo-CODH), encontrada en Mycobacterium smegmatis, una especie de bacteria presente en la tierra y el agua, puede oxidar CO en concentraciones tan bajas como las que se encuentran en la atmósfera, algo que se consideraba poco probable hasta este estudio.
La enzima MoCu (Mo-CODH), presente en Mycobacterium smegmatis —arriba—, puede oxidar CO a concentraciones tan bajas como las atmosféricas, lo cual se consideraba improbable hasta este estudio.
La capacidad de esta enzima para trabajar a tan bajas concentraciones de CO es esencial, ya que la energía proporcionada por la oxidación de CO atmosférico no es suficiente para apoyar el crecimiento de los microbios, pero resulta crucial para su supervivencia durante periodos de escasez.
Este hallazgo refuerza la idea de que los microbios tienen una capacidad única para transformar gases peligrosos como el CO en compuestos más seguros, lo que no solo beneficia su propio metabolismo, sino que también tiene un impacto positivo en el entorno global.
La investigación también destaca el papel de una proteína asociada, llamada CoxG, que facilita el transporte de electrones derivados de la oxidación del CO hacia la cadena respiratoria del microbio, un proceso que hasta ahora no se había comprendido completamente.
Una forma de obtener energía en periodos de escasez
Los experimentos han demostrado que CoxG extrae y transporta una molécula llamada menaquinona, un quinón que forma parte de la cadena respiratoria de los microbios. A través de este mecanismo, los electrones del CO oxigenado se transfieren a la respiración aeróbica, lo que permite a los microorganismos obtener energía en condiciones de baja disponibilidad de nutrientes.
El estudio resalta que este sistema de transporte de electrones no es exclusivo de Mycobacterium smegmatis, sino que se encuentra en una amplia variedad de microorganismos, lo que demuestra que este mecanismo es un proceso biogeoquímico esencial para la supervivencia microbiana en muchos ecosistemas.
Aunque se necesita más investigación para comprender completamente los mecanismos subyacentes y su aplicabilidad para mitigar las emisiones de monóxido de carbono a nivel global, este avance subraya la importancia de estudiar a los microbios en su papel como reguladores naturales de la atmósfera.
Fuentes de CO
No hay que olvidar que el monóxido de carbono es producido principalmente por la industria petrolera y gasística durante la refinación de petróleo y la producción de gas natural, así como por la industria automotriz, debido a las emisiones de los vehículos de motor a combustión.
También se genera en la industria del acero, particularmente en la producción de acero mediante altos hornos, y en la industria química, en la fabricación de productos como plásticos, fertilizantes y productos farmacéuticos. Además, la industria minera contribuye a la liberación de CO durante la extracción de minerales y la quema de combustibles fósiles.
Sin duda, estos hallazgos australianos nos invitan a valorar y proteger estos organismos invisibles pero esenciales para nuestra supervivencia y la del planeta. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Monash
Fuente: Kropp, A., Gillett, D.L., Venugopal, H. et al. Quinone extraction drives atmospheric carbon monoxide oxidation in bacteria. Nature Chemical Biology (2025).DOI: https://doi.org/10.1038/s41589-025-01836-0
