Tecnologías avanzadas de base biológica para la remediación de organohaluros

Este proyecto tiene como objetivo desarrollar procesos biológicos avanzados para la degradación de lindano y otros compuestos organoclorados mediante la integración de bacterias y hongos con materiales funcionales y sistemas bioelectroquímicos. En primer lugar, se caracterizará fisiológica y proteogenómicamente una nueva especie de Shewanella aislada de un acuífero contaminado con lindano en Sabiñánigo (Huesca). Esta cepa presenta una vía respiratoria inédita para reducir lindano basada en citocromos c (OmcA y MtrC), a diferencia de la vía canónica basada en dehalogenasas reductoras. El objetivo es estudiar si esta vía es funcional para otros compuestos clorados que pueden actuar como aceptores de electrones y descifrar la función de una dehalogenasa reductora contenida en su genoma que no se expresa con lindano. En segundo lugar, se estudiarán los mecanismos sinérgicos entre Shewanella y bacterias organohalorespiradoras (Dehalobacter, Dehalogenimonas), evaluando la posible cooperación metabólica o transferencia directa de electrones para mejorar los procesos de decloración sin requerir aportes externos de hidrógeno o acetato. El tercer objetivo explorará la capacidad de Shewanella para generar radicales hidroxilo (OH) mediante reacciones tipo bio-Fenton bajo condiciones alternas aerobias- anaerobias, ampliando el rango de contaminantes (bio)degradables. El cuarto y quinto objetivos abordarán la interacción entre microorganismos y materiales metal-orgánicos (MOF). Se investigará cómo bacterias y hongos interactúan, se adhieren y degradan contaminantes adsorbidos sobre MOF, y se diseñará un biorreactor de lecho empacado (5 L) con MOF inmovilizados para tratar aguas subterráneas reales del acuífero de Sabiñánigo, combinando procesos de adsorción y biodegradación. El sexto objetivo evaluará el uso de hongos de podredumbre blanca (Ganoderma lucidum) en un biorreactor presurizado de 2 L para la biodegradación de lindano, optimizando las condiciones de oxigenación y presión, para su potencial uso en sistemas de bombeo y tratamiento. Finalmente, se diseñará un sistema bioelectroquímico de celda única que acople la reducción catódica de lindano por Shewanella con la oxidación anódica de monoclorobenceno y benceno por Pseudomonas, permitiendo la mineralización completa de lindano con bajo consumo energético. En conjunto, este proyecto combina ecología microbiana, proteogenómica, biorreactores, electroquímica y ciencia de materiales para abordar uno de los desafíos ambientales más persistentes: la descontaminación de aguas subterráneas afectadas por compuestos clorados. Los resultados ampliarán el conocimiento sobre rutas metabólicas microbianas y ofrecerán soluciones sostenibles para la biorremediación de acuíferos contaminados, fortaleciendo la bioeconomía y favoreciendo la transferencia tecnológica con empresas del sector de la ingeniería ambiental.