Técnicas de Conservación de Microorganismos

Subcultivo Seriado

Resembrar el microorganismo cada cierto tiempo en un medio adecuado. Válido para cortos períodos de tiempo (semana – 15 días).

Inconvenientes:

• Riesgo de contaminación.
• Pueden cambiar sus características genéticas.

Desecación

La eliminación del agua (deshidratación) es un método de conservación que reduce drásticamente el metabolismo. Agentes protectores (leche descremada, glutamato sódico al 10%).

Congelación

Reduce el metabolismo drásticamente, al bajar la temperatura hasta el punto de congelación. Se basa en la paralización del metabolismo celular por la disminución del agua disponible.

Inconvenientes:

• Formación de cristales de hielo pueden romper las células.
• Incrementa la concentración de sales.
• Utilizar agentes crioprotectores.

Congelación en forma rápida o gradualmente (1°C/min) hasta –20°C enfriar rápidamente. Descongelación es rápida.

Agentes Crioprotectores

Objetivos

• Minimizar daños durante la congelación.
• Limitar la formación de hielo (tasa de congelación)
• Vitrificación del agua

Características

• No tóxico para la célula.
• Penetrar fácilmente en la membrana celular.
• Unirse a los electrolitos o a las moléculas de agua.

Crioprotectores Más Comunes

• Glicerol (25%)
• Dimetilfulfóxido (DMSO 10%)
• Ácido glutámico
• Glucosa
• Sacarosa
• Lactosa
• Leche Descremada

Liofilización

Consiste en congelar rápidamente una suspensión de microorganismos y eliminar el agua como vapor de agua directamente del hielo sin pasar por el estado intermedio líquido.

Microorganismos que se pueden liofilizar:

• Bacterias
• Levaduras
• Hongos
• Algunos virus
• Algas

Microorganismos que NO se pueden liofilizar:

• Dificultad de un crecimiento adecuado.
• Microorganismos delicados que no resisten el paso de congelación.
• A tamaños de células mayores, menos efectivo es el proceso: Protozoos, Células animales, Células vegetales, Arqueobacterias y bacterias delicadas.

Colección de Cultivos

Son organizaciones que principalmente se ocupan de guardar convenientemente cepas de microorganismos, células superiores o diversos materiales biológicos y los suministran, previa petición, a laboratorios microbiológicos o de biología celular e industrias.

Colecciones Privadas

• Coleccionistas especializados, están asociadas con una universidad o instituto de investigación.
• No dan a conocer sus listas de los cultivos.
• No realizan la distribución de sus cultivos.

Colecciones Públicas

• Mantienen diversas colecciones de cultivos estables.
• Tienen catálogos con las lista de los microorganismos que están en venta.
• Ofrecen: identificación de microorganismos y conservación de los cultivos por liofilización o congelación con nitrógeno líquido.

Recolección

Es el servicio más típico de una CC. Las colecciones reúnen cepas que les llegan a través de distintos conductos, las conservan convenientemente y las suministran previa petición.

Conservación

• Los cultivos son examinados bajo observación microscópica.
• Si está en buenas condiciones liofilizar y mantener (4 y 10°C) y chequeados cada 10 años de almacenamiento y presentar un record o historial.
• Debe ser mantenido en un medio apropiado para su crecimiento y esporulación.

Suministro

Se hace por correo de superficie, aéreo o mensajería, pero siempre empaquetado correctamente (tres envueltas) siempre hay que considerarlo como material “potencialmente patógeno”.

Aplicaciones Biotecnológicas de Microorganismos

Pseudomonas denitrificans produce 50.000 veces más vitamina B12.
Streptomyces gryseus produce al menos 40 antibióticos diferentes.

Manipulaciones Más Frecuentes

1. Alteración de la regulación por retroalimentación
2. Alteración de la permeabilidad

Etanol

1. Levaduras
   • Saccharomyces (a partir de hexosas)
   • Kluyveromyces fragilis (a partir de lactosa)
   • Cándida o Pichia (a partir de pentosas)
2. Bacterias
   • Clostridium (a partir de celulosa)
   • Zymomonas
3. Recombinantes: E.coli recombinante: Introducción de los genes Alcohol deshidrogenasa y piruvato decarboxilasa de Zymomonas.

Vitaminas

Vitamina B12

• Bacterias: Propionibacterium shermani y Pseudomonas denitrificans.
• Producción: 150 mg/l

Biotina

• Cepas modificadas (mutantes) de Serratia marcescens.
• Producción: 150-600 mg/l

Vitamina B2 (Riboflavina)

• Hongos (Eremothecium ashby y Ashbya gossypii)
• Candida sp
• Bacillus subtilis recombinante
• Producción: 2030 g/l

Aminoácidos

Corynebacterium y Brevibacterium

• Mutantes auxotrofas y regulatorias
• Mutantes alteradas en la secreción
• Cepas recombinantes

Mutasíntesis

• Mutación en gen que codifica para precursor del antibiótico natural.
• Se añade precursor y reanuda la producción del antibiótico natural.
• Nuevos antibióticos añadiendo precursores con estructuras ligeramente diferentes.