Investigadores de BIOREN desarrollan ciencia y divulgación en el Parque Kütralkura

Los doctores Carolina Merino e Ignacio Jofré son investigadores de BIOREN UFRO y directores del Laboratorio de Geomicrobiología y Biología Redox, cuyo principal enfoque es la investigación de organismos extremófilos, es decir, que viven en ambientes considerados extremos para vida humana. El trabajo se centra en describir sus mecanismos de supervivencia y su relación con los ciclos biogeoquímicos. En ese marco, están desarrollando dos proyectos que tienen vinculación con el Geoparque Kütralkura, uno de ellos de carácter internacional y otro regional.

El Laboratorio de Geomicrobiología y Biología Redox se conforma en el año 2023 y cuenta con un equipo interdisciplinario de científicos que surge porque ambos unieron dos grandes áreas de estudio; la mineralogía de suelos y cómo las comunidades microbianas intervienen en transformación de estos elementos impactando directamente en el desarrollo del suelo, y por otra parte, describir los mecanismos funcionales y genéticos que permiten que la transformación sea posible. “Ambos integramos estos conceptos, tanto Carolina en la química y transformación de estos elementos y yo desde una mirada mecanicista, aportando desde la biología celular y molecular, preguntándonos ¿cómo se comportan estos microorganismos en estos ambientes?, pero de una manera interdisciplinaria”, enfatizó el Dr. Jofré

Vínculo con el territorio

En el año 2023 comenzó una aproximación con el equipo que dirige el Parque Kütralkura, lugar que forma parte de los Geoparques mundiales de la UNESCO, y donde estas conversaciones derivaron en visitas y trabajo colaborativo. “Partimos conectándonos con Patricia Herrera porque nos interesaba muestrear los ecosistemas de ahí, específicamente en las áreas de las fumarolas porque nos imaginamos que podíamos encontrar microorganismos con mucho potencial. Desde el principio fuimos bien acogidos, la primera vez fuimos en masa con todo el equipo de laboratorio (postdoctorante, estudiantes de pregrado y postgrado), cada uno con su expertise, tanto en la en la descripción del ecosistema, los análisis de agua, la química y geología del suelo, y la biología de microrganismos. Hoy consideramos a Kütralkura como un equipo más dentro del laboratorio, Comentó la Dra. Carolina Merino.

Ese interés en vincularse permitió trabajos en terreno en el parque, toma de muestras y análisis. Relación que fue fortaleciéndose hasta hoy contar con dos proyectos en ejecución, por una parte, un proyecto internacional que financia ideas innovadoras y el desarrollo de tecnologías para abordar la mitigación del metano, y un proyecto de vinculación con el medio de la Universidad de La Frontera que permite transferir el conocimiento a través de la educación ambiental. 

Si bien existe un equipo de investigadores que hace ciencia en el parque Kütralkura y han desarrollado gran parte de la descripción geológica de los sitios geotermales, el equipo del laboratorio de Geomicrobiología aportará nuevo conocimiento científico y aplicado. “Desde el punto de vista molecular estamos hablando de la presencia de microorganismos que tienen funciones específicas y diferenciadoras para los ciclos biogeoquímicos que ocurren en estos sitios geotérmicos, gran parte de esos microorganismos no están completamente descritos -estamos hablando de arqueas y bacterias-, lo importante aquí es que aún no hay una descripción biológica consistente, son sitios únicos ya que son fumarolas que están insertas en los bosques, y muchos asumen que las fumarolas están asociadas, por ejemplo, a sitios hidrotermales o geisers en el salar de Atacama. Aquí estamos hablando de fumarolas que siempre están con emisiones constantes de ciertos gases y tienen acciones biológicas muy específicas. Entonces hay una riqueza biológica que todavía no está descrita y es precisamente una de las cosas que estamos investigando. El describir esos ecosistemas y esos ambientes genera un impacto en la protección de estos espacios”, explicó el Dr. Ignacio Jofré, doctor en Biología Molecular y Celular. 

“Existe caracterización, lo que pasa es que puedes encontrar distintos tipos de extremófilos, siempre hay una característica nueva que estudiar y aprovechar. Dentro de estos microorganismos que hemos estado estudiando, hemos observado que algunos tienen la posibilidad, por decirlo así, de transformar el metano”, complementó la Dra. Carolina Merino, doctora en Recursos Naturales. Esta caracterización incluye además una completa descripción microbiológica, genómica y mineralógica de esos sitios.

Proyecto Internacional EQT Foundation

Gracias a una convocatoria canalizada a través de la Dirección de innovación y Transferencia Tecnológica (DITT), este equipo de científicos postuló a la convocatoria mundial de la Fundación filantrópica EQT Fundation, que financia proyectos de investigación y desarrollo a duplas de científicos de todo el mundo para que desarrollen soluciones innovadoras y que aborden la problemática de las emisiones de metano. Este programa de subvenciones tiene una duración de dos años y otorga un máximo de 100.000 euros por dupla.

“Esta convocatoria invitó a proponer una iniciativa innovadora y transdisciplinaria donde nosotros con el análisis que teníamos de nuestros microorganismos, estamos planteando nuevas rutas metabólicas y tecnológicamente aprovechables. Básicamente, las propiedades funcionales que tienen cada uno de esos microorganismos cumplen un rol biológico en esos ecosistemas, especialmente las fumarolas por su temperatura, promueven una alta concentración de azufre y además hay elevadas emisiones de metano. Existen cualidades que tienen los microorganismos de transformar o utilizar este metano para respirar, entonces lo transforman en CO₂ y en otros subproductos que es donde nos vamos a centrar” explicó el Dr. Ignacio Jofré

“Debido a estas características únicas que están en estos espacios y con estas funciones biológicas únicas que tienen estos microorganismos en esos lugares, lo que nuestros estudios harán es identificar cómo aprovechar esas cualidades y propiedades a través de procesos de edición genética y así potenciar ciertos ciertas rutas que nos van a permitir, por ejemplo, utilizar el metano para producir biometanol”, complementó la Dra. Carolina Merino, y agregó, “ahí hay varias cosas en las que debemos profundizar para poder llegar a esto, pero básicamente funciona a través de un sistema biológico que pasa a un modelo que es más industrializado con el fin de poder capturar ese metano y mitigarlo. Todo esto se hace con bioreactores y con edición genética”. 

Para el desarrollo de la investigación se vincula con la unidad de genómica de BIOREN UFRO, “estamos describiendo genéticamente los microorganismos de estos sitios usando herramientas de secuenciación masiva y otros para la descripción de biomoléculas, y elementos del suelo, especialmente en espectrometría y análisis químico de suelo, siendo bastantes muestras que tenemos que analizar”, anticipó. Llevamos años trabajando con la Dra. María de la Luz Mora, y siempre hay una buena disposición para hacer análisis, y ayudarnos.

“La dupla de investigadores conformada por la Dra. Carolina Merino y el Dr. Ignacio Jofré tiene una larga trayectoria desarrollando proyectos de diferente tipo, anillo, fondecyt, fondef, VcM, por lo tanto, que se hayan adjudicado este fondo por una parte reafirma la calidad de nuestros investigadores y por otra parte como BIOREN UFRO es un aliciente que nos impulsa a seguir apoyando las buenas ideas”, indicó la Dra. María de la Luz Mora, directora de BIOREN UFRO.

Por su parte, la Dra. Paola Durán, directora de Innovación y Transferencia Tecnológica señaló que, “cada grupo de investigación tiene sus características, tú puedes distinguir si estás frente a investigadores cuyos proyectos tienen una inclinación, fines de innovación o ciencia básica. Para nosotros como Innovación UFRO es fundamental tenerlos mapeados, conocer sus líneas de investigación para así afinar nuestros apoyos y como ocurrió en este caso sugerir su postulación a esa subvención donde la investigación de años con microorganismos extremófilos abre posibilidades para hacer frente a problemáticas globales”.

Protección del espacio y educación ambiental 

Producto de esta fructífera relación que se ha formado entre el equipo del Laboratorio de Geomicrobiología y el Parque Kütralkura, surgió la idea de hacer educación ambiental a la comunidad, y fue así como la Dra. Carolina Merino postuló una iniciativa al financiamiento que se entrega a proyectos de Vinculación con el Medio de la Universidad de La Frontera.

El proyecto “Microcosmos visuales: Arte y Ciencia en el Geoparque Kütralkura para la Educación y Conservación Ambiental” contempla actividades con 13 escuelas unidocentes que existen en el parque. “Nuestro plan es utilizar tecnología inmersiva y trabajo de campo para construir un laboratorio virtual, donde mediante fotografías y toma muestras (recolectadas con los estudiantes) podamos mostrar a través de los teléfonos esta información”, señaló la investigadora

Este proyecto que tiene una duración de 8 meses también contempla una fase donde serán los niños quienes digitalizarán su ambiente y lo presentarán a la comunidad. Esto potenciará el desarrollo científico, investigación que conjuga innovación, divulgación y ciencia ciudadana para que por una parte aportemos a la protección de ese espacio y desde ahí contribuir a una problemática global como es la emisión de metano.