El grupo de investigación en Ecologia Microbiana y Biogeoquímica de la UCA (MEB-LAB) inicia el desarrollo de una nueva linea de investigación sobre la precipitación de cobre en ambientes contaminados por drenaje acido de minas en el marco del proyecto “Bioprecipitación de cobre metálico a partir de drenaje ácido de minas en la Faja Pirítica Ibérica» BIOCOBRE, financiado por la Junta de Andalucía.
El objetivo del proyecto es estudiar precipitados de sales y óxidos de cobre en ambientes contaminados por drenaje ácido de mina (AMD). Se investigarán las condiciones biogeoquímicas, la comunidad microbiana y las vías metabólicas implicadas en la precipitación de nanopartículas de cobre en biofilm que crece en zonas de drenaje ácido de mina (AMD) en la zona de la Faja Piritica Iberica (Huelva).
Los precipitados de sales y óxidos de Cu2+ y Cu+ son comunes en los ambientes contaminados por drenaje ácido de mina (AMD), pero no así los de Cu0. En BIOCOBRE se investigarán las condiciones biogeoquímicas, la comunidad microbiana y las vías metabólicas implicadas en la precipitación de nanopartículas de cobre metálico (Cu0) en un biofilm que crece en el drenaje ácido de mina (AMD) de la mina abandonada Mina Esperanza (Huelva). Para entender el proceso de bioprecipitación del Cuº, estableceremos los siguientes objetivos: 1) definir el ambiente geoquímico dentro del biofilm donde precipita el Cu0 y medir con precisión las tasas de precipitación de Cu0 en diferentes condiciones, 2) describir la evolución de la comunidad microbiana del biofilm desde la colonización hasta la madurez en diferentes condiciones ambientales, 3) aislar y cultivar los microorganismos del biofilm (principalmente hongos y bacterias) potencialmente implicados en el proceso de precipitación de Cu0. Para lograr estos objetivos, utilizaremos un enfoque multidisciplinar en el que combinaremos técnicas de vanguardia de diferentes disciplinas científicas: microsensores (O2, H2S, pH y Eh), métodos geoquímicos y mineralógicos, microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM), herramientas ómicas (metagenómica, metatranscriptomica, metaproteómica, metabolómica) y cultivos microbianos multiespecificos y axénicos. El impacto científico y socioeconómico de BIOCOBRE, si somos capaces de conseguir la precipitación de Cu0, podría ser elevado. Podría conducir a la obtención de patentes y probablemente abriría una nueva línea de investigación centrada en la bioingeniería del proceso de precipitación del Cu0, para convertirlo en una alternativa técnica y económicamente viable para recuperar el Cu0 del AMD, utilizando un enfoque ecológico a un coste reducido, en la que Andalucia estaría a la vanguardia.
En el proyecto colaboran investigadores de distintos departamentos y universidades:
Corzo Rodriguez, Alfonso, Dept Biología, Area de Ecología. Investigador principal, Coordinación general. Ecología microbiana
Papaspyrou, Sokratis, Dept Biología, Area de Ecología. Ecología microbiana.
García Robledo, Emilio Guillermo, Dept Biología, Area de Ecología. Ecología microbiana.
Duran Ruiz, Maria Del Carmen, Dept Biomedicina, Biotecnología y Salud Publica, Area de Bioquímica. Metaproteonómica.
Garrido Crespo, Carlos, Dept Biomedicina, Biotecnología y Salud Publica, Area de Microbiología. Aislamiento de microorganismos.
Lajaunie, Luc Cyrille Jacques, Dept de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica. Microscopia electrónica y análisis mineralógicos
Fig. 1. Salida del AMD de Mina Esperanza (Huelva) y canal de precipitación (A, E). Superficie del biofilm en el canal (B). Microsensor de O2 acoplado a un micromanipulador midiendo in situ (F). Porciones del biofilm con acumulaciones de Cu precipitado (color rosa) (C). Imágenes SEM de precipitación de Cu dentro de las masas rosadas con diferentes aumentos (D, G, H). El Cuº precipitado se encuentra en estrecha asociación con estructuras amorfas y filamentosas que podrían representar la matriz de EPS del biofilm y estructuras bacterianas como nanocables (nanowires) (H).
En el proyecto también participan:
Castillo Hernández, Julio Cesar. Univeridad de Free State, Sudafrica. Geomicrobiología, herramientas moleculares y microscopia.
Valverde Portal, Angel, IRNASA-CSIC. Microbiología.
Taylor, Joe Daniel, UK Centre for Ecology & Hydrology. Metagenómica.
El proyecto (P20-01048) está cofinanciado por la Unión Europea, en el marco del Programa Operativo FEDER Andalucía «Crecimiento inteligente: una economía basada en el conocimiento y la innovación, respondiendo también a la Estrategia de Investigación e Innovación para la Especialización Inteligente de Andalucía (RISˑAndalucía) y a las prioridades y objetivos previstos en el Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI 2020).
