domesticar microorganismos adrian 2

Domesticar microorganismos
en un biorreactor: los retos
del bioingeniero
Enrique Galindo, Carlos Peña y Leobardo Serrano-Carreón

1

fuera de su ambiente natural, como es el caso de
los cultivos en biorreactores (o fermentadores),
implica conocer y proveer las condiciones favorables para su crecimiento y para la generación
de productos celulares de interés. Es decir, el
desarrollo de un procesofermentativo requiere
necesariamente del aprendizaje de cómo proveer los estímulos necesarios para que las células trabajen en nuestro beneficio, lo que podría
denominarse una “domesticación” de ellas.
En nuestro laboratorio1 nos ha interesado cultivar microbios (para sacarles el mayor
“jugo” posible) en fermentadores, tanto pequeños de laboratorio, como industriales de
gran tamaño. Nos interesa loque pasa dentro
del fermentador, porque al saberlo podemos
intentar controlar el ambiente inmediato que
experimentan los microorganismos y, así, hacer
que rindan lo que esperamos de ellos. Una regla básica de la tecnología de fermentaciones
indica que si uno cuida a sus microbios (procurándoles su ambiente óptimo), ellos cuidarán
de uno (produciendo compuestos o biomasa de
utilidad para loshumanos).

131

Los microorganismos (bacterias, levaduras y
hongos principalmente) crecen en el suelo, sobre nuestra piel, en nuestro intestino, en el mar
y hasta en los volcanes submarinos y en los glaciares. Los microbios (y en particular las bacterias) están en prácticamente todos lados y son
necesarios sobre todo para la descomposición
de la materia orgánica en la tierra. Los microbios
en generaltienen una vida muy dura, ya que la
comida (los nutrientes o sustratos) casi siempre
escasea en la naturaleza. Los biotecnólogos (y
en particular los bioingenieros) han hecho posible hacer crecer a los microbios en recipientes
en donde es posible proporcionarles todo lo que
necesitan, o bien darles sólo los nutrientes necesarios (o no darles otros) de tal manera que
produzcan lo que nosotrosqueremos que produzcan (y casi siempre en cantidades y velocidades que son mucho más grandes que las que
ocurren en la naturaleza). De eso se trata fundamentalmente la llamada tecnología de fermentación: cultivar artificialmente a los microbios
bajo condiciones controladas y casi siempre en
grandes cantidades. Cultivar células microbianas

Página del Grupo de Investigación:http://pbr322.ceingebi.unam.mx/∼Geg/

Biotecnologia V14 CS3.indd 131

11/14/07 5:00:59 PM

132 | Domesticar microorganismos en un biorreactor: los retos del bioingeniero

Hemos domesticado microbios con varios
propósitos. En un caso, nos interesa producir
los propios microbios vivos en altas cantidades
para usarlos como enemigos naturales de otros
microbios que causan enfermedades en las
plantas. Más adelante contaremos lahistoria
de cómo hemos cultivado bacterias, levaduras
y hongos que son útiles para controlar enfermedades del mango y del jitomate. En otros casos, nos ha interesado cultivar microbios bajo
condiciones particularmente difíciles desde el
punto de vista de suministro de nutrientes. Se
trata de bacterias que producen polímeros, los
cuales se usan como viscosificantes en variadas aplicaciones (porejemplo, en los aderezos
para ensaladas). Estos polímeros, tan útiles en
sus aplicaciones, complican el cultivo de los microbios, ya que elevan la viscosidad del caldo de
cultivo, dificultando el suministro necesario de
oxígeno. Un microbio rodeado de una solución
viscosa, se comporta en forma muy diferente
a uno que se encuentra suspendido en un líquido de baja viscosidad, como el agua pura. Y
ya queal microbio sólo le importa su ambiente
inmediato, el reto del bioingeniero es domesticar al microbio usando todo tipo de estratagemas para lograr que el microbio esté “cómodo”
o “incómodo” en el biorreactor, dependiendo
si la comodidad o la incomodidad es lo que
hace que produzca eficientemente lo que se
requiere (más adelante relataremos lo hecho
para lograrlo). Si esta complejidad debida a...