Anaerobic iron oxidation by microorganisms isolated from the deep subsurface of the Iberian Pyrite Belt

• Autores: Adrián Martínez Bonilla
• Directores de la Tesis: Ricardo Amils Pibernat (dir. tes.), Cristina Escudero Parada (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 189
• Títulos paralelos:
  • Oxidación anaerobia de hierro por microorganismos aislados del subsuelo profundo de la Faja Pirítica Ibérica
• Tribunal Calificador de la Tesis: Josefa Antón Botella (presid.), David Ruano Gallego (secret.), Javier Sánchez España (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Microbiología por la Universidad Autónoma de Madrid
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Río Tinto es un ambiente extremo cuyo origen se debe a un biorreactor localizado en el subsuelo de la Faja Pirítica Ibérica (FPI). Estudios previos sugieren que en este biorreactor los sulfuros metálicos y, en concreto, la pirita se estaría disolviendo por el Fe3+ producido por la Oxidación del Fe(II) Dependiente de Nitrato (NDFO por sus siglas en inglés). Por ello, el objetivo de este proyecto era determinar el papel de la NDFO en este ecosistema. En primer lugar, se llevó a cabo el aislamiento de microorganismos nitrato-reductores y NDFO. Esto resultó en el aislamiento de 28 microorganismos. Estos aislados pertenecen a los géneros Actinotalea, Cellulomonas, Nocardioides, Rhodoplanes y Tessaracoccus, siendo esta la primera vez que se aísla un miembro del género Actinotalea del subsuelo de la FPI. En segundo lugar, secuenciamos el genoma de trece de los microorganismos aislados del subsuelo de la FPI. El análisis de estos genomas permitió clasificar taxonómicamente a nivel de especie a seis de ellos e identificar a los otros siete como especies nuevas dentro sus respectivos géneros. Además, estudiamos los genomas para determinar el potencial metabólico de estos microorganismos y su papel en los ciclos biogeoquímicos del subsuelo. De esta forma identificamos microorganismos capaces de llevar a cabo metabolismos relevantes en este ambiente como fijación de carbono y de nitrógeno y producción de hidrógeno, entre otros. El análisis de los genomas también nos permitió identificar potenciales microorganismos NDFO. Por ello, en tercer lugar, estudiamos la capacidad de quince de estos microorganismos de realizar la NDFO. Nuestros resultados confirmaron que todos ellos son capaces de llevar a cabo este metabolismo. Además, pudimos reportar por primera vez la capacidad de once géneros de llevar a cabo la NDFO. A continuación, estudiamos el efecto que tienen diferentes sustratos minerales sobre la NDFO. Concluimos que minerales que contienen Fe(III), como la hematita, incrementan la oxidación de Fe2+ de este metabolismo, mientras que otros minerales de Fe(II) y sin Fe, como la pirita y el cuarzo, disminuyen esta oxidación. También reportamos el efecto tamponante de las muestras naturales de rocas del subsuelo de la FPI, que evitarían la acidificación del medio derivada de la NDFO. Finalmente, estudiamos la oxidación de la pirita en condiciones anaerobias y neutras acoplada a la NDFO. Pudimos demostrar que, en estas condiciones, la pirita es oxidada por formas solubles del Fe3+, como el citrato férrico, pero no por formas insolubles, como el FeCl3. Sin embargo, debido a varios problemas metodológicos, no pudimos concluir si los aislados estudiados son capaces de oxidar la pirita en estas condiciones. Pese a ello, hemos podido optimizar los protocolos y diseñar experimentos con los que comprobar la hipótesis de partida de este trabajo en el futuro utilizando tanto pirita natural como pirita sintética