Investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han creado un sistema que aprovecha bacterias genéticamente modificadas para facilitar el monitoreo de suelos y cultivos. La innovación consiste en editar genéticamente bacterias capaces de producir moléculas fluorescentes específicas al detectar nutrientes, metales, toxinas o radiación presentes en el suelo.
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Las bacterias, principalmente de las especies Pseudomonas putida y Rubrivivax gelatinosus, fueron modificadas para producir moléculas reporteras como biliverdina (de color verde) y bacterioclorofila, pigmentos que surgieron mediante la integración directa de sus genes en los genomas bacterianos. Esta ingeniería permite que, al interactuar con determinados compuestos objetivo, las bacterias emitan luz en longitudes de onda que, aunque imperceptibles para el ojo humano, pueden ser detectadas eficientemente por cámaras hiperespectrales.
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Durante las pruebas realizadas, las muestras de suelo inoculadas con estas bacterias emitieron señales hasta 12 veces más intensas que las de control y resultaron detectables a una distancia máxima de 90 metros (295 pies) utilizando los sensores hiperespectrales. Los dispositivos empleados tienen la capacidad de registrar cientos de longitudes de onda, tanto en el rango visible como en el infrarrojo, lo que permite monitorizar múltiples condiciones del suelo y detectar variaciones no perceptibles visualmente.
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Publicada en la revista Nature Biotechnology bajo el título "Hyperspectral reporters for long-distance and wide-area detection of gene expression in living bacteria", la investigación fue liderada por Christopher A. Voigt y contó con el respaldo del Departamento de Defensa de Estados Unidos y el Ministerio de Defensa de Israel. Los científicos están trabajando en la adaptación del sistema para cumplir con las normativas regulatorias y abordar los temas de bioseguridad vinculados al uso de microorganismos modificados genéticamente en campo abierto.
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La versatilidad de la tecnología permite la detección precisa y en tiempo real de una amplia gama de compuestos en suelos agrícolas, optimizando la gestión de recursos y permitiendo prácticas agrícolas más eficientes y sostenibles mediante la provisión de información detallada sobre la composición y estado del terreno. El desarrollo representa un avance en la integración de microorganismos como herramientas no invasivas y de alto rendimiento para la vigilancia de la salud de los ecosistemas agrícolas y ambientales.