Producción de microalgas en diferentes condiciones de cultivo y su efecto en la y biosíntesis de nanopartículas de cobre

Abstract

"El termino microalgas, se refiere a microorganismos fotosintéticos con características morfológicas, fisiológicas y reproductivas muy variadas. Entre estas tenemos las diatomeas, algas verdes (Chlorophytas), algas rojas (Rodophytas), algas cafés (Phaeophytas) y cianobacterias que se desarrollan en una gran variedad de ambientes (Siezen, 2010). Estos microorganismos han despertado gran interés científico y biotecnológico en las últimas décadas para resolver problemas ambientales como bioremediación de aguas contaminadas (Dwivedi, 2012; Hii et al., 2011; Siriam y Seenivasan 2012), así como para la producción de biocombustibles, productos farmacéuticos, bioreguladores agrícolas y la biosíntesis de nanopartículas metálicas. Las condiciones en que se cultivan las microalgas impactan sobre el flujo del metabolismo celular como respuesta al ambiente en que se desarrollan. Estos cambios en el metabolismo pueden darse por respuesta a condiciones de estrés provocadas por disponibilidad de nutrientes, temperatura, iluminación, salinidad y fase de desarrollo del cultivo. Estas variaciones metabólicas en microalgas, ha sido ampliamente estudiada en la búsqueda de mejorar procesos biotecnológicos para la obtención de productos como lípidos, ácidos grasos poli-insaturados y carotenoides (Yu et al., 2011). La producción de nanopartículas (NPs) metálicas mediante la biosíntesis a través de microalgas se ha explorado para el desarrollo de tecnologías ambientalmente amigables (Li et al. 2011), sin embargo, su producción depende fuertemente de las condiciones experimentales de los cultivos (Sudha et al., 2013), área en la que aún falta mucho por investigar. La capacidad de las microalgas para producir nanopartículas metálicas está relacionada con los procesos de detoxificación por la presencia de metales pesados en el medio (Mohseniazar et al., 2011; Jena et al., 2014), respondiendo con el aumento en el contenido proteico así como un aumento significativo en la actividad de la catalasa, la superóxido dismutasa y en el contenido de glutatión reducido (Sabatini et al., 2009), además de la producción de metalotioninas y fitoquelatinas (Perales-Vela et al., 2006). También se ha encontrado evidencia de la relación que existe con proteínas oxido reductoras involucradas en la síntesis y transporte de ATP (Barwal et al., 2011). Estos compuestos además de moléculas antioxidantes no enzimáticas como pigmentos, polisacáridos y polifenoles también están relacionados con el estrés oxidativo que puede resultar de condiciones ambientales como la salinidad y la iluminación, así como por la presencia de metales o sustancias químicas (Cirulis et al., 2013), por lo que es de esperarse que las variaciones ambientales generen cambios metabólicos que hagan variar la capacidad para la producción de nanopartículas. En este estudio se evaluaron los efectos de las condiciones de salinidad e iluminación en el cultivo de tres cepas de microalgas y en los efectos que estas condiciones tienen sobre la capacidad de estas cepas para la biosíntesis de nanopartículas de cobre. Además, tomando en cuenta que para el cultivo de microalgas se requieren grandes cantidades de agua y nutrientes, se hace una revisión de literatura de los factores que intervienen para la producción de microalgas usando como medio de cultivo aguas residuales urbanas en las diferentes etapas de tratamiento. Por otra parte, como complemento del presente trabajo, se añaden dos capítulos del libro “Agricultural Nanobiotechnology, modern agriculture for a sustainable future”, en los cuales se participó como coautor."