Screening for biosurfactant production by 2,4,6-trinitrotoluene-transforming bacteria

Avila-Arias, Helena; Garzón, Vivian; Rodríguez, Gustavo; Arbeli, Ziv; García-Bonilla, Erika; Villegas-Plazas, Marcela; Roldán, Fabio

doi:10.1111/jam.13504

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“…Minimal medium (MT3) was prepared as described by Avila‐Arias et al . (2017) and contained (g l –1 ): K 2 HPO 4 (0·7), KH 2 PO 4 (0·3), NH 4 Cl (0·3), NaCl (0·5), MgSO 4 •7H 2 O (0·2), CaCl 2 •2H 2 O (0·04). After autoclave (121°C, 15 psi; 15 min), sterile trace elements solution (filtered by 0·22 µ m pore‐size) were added to a final concentration of (mg l –1 ): FeSO 4 •7H 2 O (3), MnSO 4 •H 2 O (0·2), H 3 BO 3 (0·1), ZnSO 4 •7H 2 O (0·1), CaSO 4 •5H 2 O (0·05), CoCl 2 •H 2 O (0·05), CuSO 4 •5H 2 O (0·01), Na 2 MoO 4 •2H 2 O (0·01) and NiSO 4 •6H 2 O (0·01).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Evidence for cometabolic transformation of weathered toxaphene under aerobic conditions using camphor as a co‐substrate

Prieto

Klimm

Roldán

et al. 2020

J. Appl. Microbiol.

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Aims Toxaphene is a persistent organic pollutant, composed of approximately 1000 highly chlorinated bicyclic terpenes. The purpose of this study was to evaluate if camphor, a structural analogue of toxaphene, could stimulate aerobic biotransformation of weathered toxaphene. Methods and Results Two enrichment cultures that degrade camphor as the sole carbon source were established from contaminated soil and biosolids. These cultures were used to evaluate aerobic transformation of weathered toxaphene. Only the biosolids culture could transform compounds of technical toxaphene (CTTs) in the presence of camphor, while no transformation was observed in the presence of glucose or with toxaphene as a sole carbon source. The transformed toxaphene had lower concentration of CTTs with longer retention times, and higher concentration of compounds with lower retention times. Gas chromatography with electron capture negative ion mass spectrometry (GC/ECNI‐MS) showed that aerobic biotransformation mainly occurred with Cl8‐ and Cl9‐CTTs compounds. The patterns of Cl6‐ and Cl7‐CTTs were also simplified albeit to a much lesser extent. Seven camphor‐degrading bacteria were isolated from the enrichment culture but none of them could degrade toxaphene. Conclusion Camphor degrading culture can aerobically transform CCTs via reductive pathway probably by co‐metabolism using camphor as a co‐substrate. Significance and Impact of the Study Since camphor is naturally produced by different plants, this study suggests that stimulation of aerobic transformation of toxaphene may occur in nature. Moreover plants, which produce camphor or similar compounds, might be used in bioremediation of contaminated soils.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Evidence for cometabolic transformation of weathered toxaphene under aerobic conditions using camphor as a co‐substrate

Prieto

Klimm

Roldán

et al. 2020

J. Appl. Microbiol.

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“…Las bacterias obtenidas por estos ensayos fueron sometidas a un ensayo de transformación de TNT y PETN por avila y colaboradores (Avila-Arias et al, 2017;Ávila, 2012).…”

Section: Objetivos Objetivo Principalunclassified

“…Evaluación de la transformación de TNT y PETN bajo condiciones aerobias En total, se obtuvieron 298 bacterias utilizando cultivos de enriquecimiento con TNT y PETN (Fajardo, 2009;Villegas, 2009) y 9 bacterias con biocebos (Rojas, 2010). Después de su aislamiento se evaluó la transformacion de estas bacterias en un ensayo de transformacion de TNT y PETN realizado por Ávila y colaboradores (Avila-Arias et al, 2017;Ávila, 2012).Teniendo en cuenta el sitio del que fueron aisladas, se realizaron grupos de cinco cepas para así seleccionar de todas las bacterias aquellas que fueran capaces de transformar TNT y PETN.…”

Section: Objetivos Objetivo Principalunclassified

“…A cada bacteria y cultivo mixto se le evaluaría la transformación de los explosivos y el crecimiento obtenido. Con estos resultados se les asignaría un puntaje (Tabla 5) con base en el porcentaje de transformación del explosivo, tasa de transformación, tasa de crecimiento, crecimiento (Ávila, 2012) y producción de surfactante (Avila-Arias et al, 2017). Los muestreos se realizaron los días 0, 7 y 14, y se escogieron las bacterias capaces de transformar más de la mitad del explosivo.…”

Section: Objetivos Objetivo Principalunclassified

“…A los resultados obtenidos se les realizó un BLAST utilizando los datos de secuencias obtenidas de la base de datos del RDP (Ribosomal Database Project 10; http://cme.msu.edu/). Se utilizó el porcentaje de identidad (>99%) para realizar la afiliación taxonómica a nivel de especie (García, 2014;Avila-Arias et al, 2017) (Tabla 4).…”

Section: Secuenciación Del 16s Rarnunclassified

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Evaluación de la transformación de pentolita solida por bacterias degradadoras de TNT y PETN

Pinilla¹

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La pentolita es un explosivo sólido ampliamente utilizado en la industria civil y militar como componente de cargas de detonación, está formado por una mezcla 1:1 de TNT :PETN que puede llegar a contaminar ambientes como suelos y aguas debido a residuos del proceso de fabricación y de su posterior uso (p.ej., cargas sin detonar). La exposición prolongada a la pentolita puede provocar alteraciones a la salud humana ya que el TNT puede producir cáncer y daño hepático, mientras que el PETN puede producir afectaciones a las vías respiratorias y problemas cardiacos. En estudios de laboratorio se ha demostrado que la presencia de TNT inhibe la biodegradación de PETN en cultivos de enriquecimiento. En muchos ensayos de transformación de explosivos se utilizan los compuestos disueltos en medio líquido a bajas concentraciones (~ 100 mg/L) y no hay estudios en la literatura con la pentolita sólida. Por tanto, en la Unidad de Saneamiento y Biotecnología Ambiental (USBA) de la Pontificia Universidad Javeriana, como parte del estudio 􀂳dise􀁸o de un sistema con microorganismos degradadores de PETN y TNT incorporado en el explosivo pentolita􀂴 desarrollado en conjunto con la Universidad de la Salle e INDUMIL, se buscó obtener bacterias capaces de transformar TNT y PETN, a partir de muestras de suelo contaminado con explosivos provenientes de la planta INDUMIL, la cual sintetiza PETN y realiza la mezcla de TNT y PETN. La obtención de bacterias transformadores de explosivos se realizó en condiciones aerobias con cultivos de enriquecimiento y biocebos, y en condiciones anaerobias con cultivos de enriquecimiento. En estos se ensayos se utilizó un medio mínimo mineral (MT2) con explosivo (TNT ó PETN) como única fuente de nitrógeno (50 mg/L). Se encontraron bacterias (cepas puras) y cultivos mixtos de bacterias a las que se les evaluó la habilidad de transformar TNT y PETN (100 mg/L) disuelto en medio MT2 líquido y se seleccionaron aquellas que fueron capaces de transformar el explosivo (-50%). En esta fase del proyecto se obtuvieron en total 9 bacterias y 11 cultivos mixtos (31 bacterias) capaces de transformar TNT, 1 bacteria y 12 cultivos mixtos (30 bacterias) capaces de transformar PETN y 3 bacterias capaces de transformar pentolita en condiciones anaeróbicas, para un total de 74 bacterias las cuales fueron identificadas mediante secuenciación del 16S rARN. Con el fin de encontrar la mejor combinación posible de bacterias y cultivos mixtos, se establecieron 19 consorcios definidos, con base en los resultados de la caracterización de la transformación por parte de las bacterias seleccionadas. Se realizo un estudio de transformación de pentolita sólida por parte de estas bacterias, cultivos mixtos, consorcios definidos y microcosmos sin inoculo utilizando microcosmos con MT2 enriquecido con una fuente de carbono y nitrógeno (MT2M). A los microcosmos se le agregaron dos granallas de pentolita (explosivo sólido), los microcosmos se incubaron a temperatura ambiente (~ 21° C) en oscuridad sin agitación. La transformación de pentolita se evaluó en el tiempo (~ 2500 días) realizando 6 muestreos por sacrificio (n=3) midiendo la concentración de TNT y PETN por HPLC, y un recuento microbiano mediante microgota en agar nutritivo. Las bacterias aisladas de los recuentos en el último evento de muestreo se conservaron a - 80°C en MT2 con glicerol y skim milk. Las bacterias, cultivos mixtos y consorcios 12 definidos capaces de transformar pentolita sólida se seleccionaron con base en la transformación obtenida al final del estudio y la transformación acumulativa de los explosivos en el tiempo. En el estudio se observó una transformación más alta del PETN (21%) que del TNT (18%). Durante el estudio se obtuvieron 3 cultivos mixtos (CMP231, CMP227 y CMT228), una bacteria (T21) y dos consorcios definidos (C1 y C4) capaces de transformar pentolita sólida. Se observo una mayor transformación de los explosivos (19 % TNT, 23 % PETN) en las bacterias y cultivos mixtos que en los consorcios definidos (17% TNT, 20% PETN), lo cual indica que son mejores a la hora de transformar explosivo sólido. Se observaron altos recuentos (5 log UFC/mL) de bacterias en los microcosmos, lo que indica que son capaces de crecer en presencia de pentolita sólida. Los resultados de la secuenciación del gen 16S rARN de las bacterias encontradas al final del estudio en estos microcosmos encontraron que pertenecían a los géneros Stenotrophomonas sp., Citrobacter sp., Pseudomonas sp. y Serratia sp. que en su mayoría no coincidían con las bacterias inoculadas, lo que podría indicar que las bacterias recuperadas en el último evento de muestreo corresponden a las que se encuentran en las granallas. La transformación de explosivos sólidos por parte de los cultivos mixtos seleccionados y las bacterias encontradas al final del estudio debe ser estudiado en más detalle, sin embargo, bajo las condiciones de este ensayo logramos determinar la transformación de pentolita sólida.

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Transformation of TNT, 2,4-DNT, and PETN by Raoultella planticola M30b and Rhizobium radiobacter M109 and exploration of the associated enzymes

Arbeli

Terán

Roldán

2020

World J Microbiol Biotechnol

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Screening for biosurfactant production by 2,4,6-trinitrotoluene-transforming bacteria

Cited by 12 publications

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Evidence for cometabolic transformation of weathered toxaphene under aerobic conditions using camphor as a co‐substrate

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Evaluación de la transformación de pentolita solida por bacterias degradadoras de TNT y PETN

Transformation of TNT, 2,4-DNT, and PETN by Raoultella planticola M30b and Rhizobium radiobacter M109 and exploration of the associated enzymes

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