b"\n_START_ARTICLE_\nBioremediaci\xc3\xb3 de residus radioactius\n_START_PARAGRAPH_\nLa bioremediaci\xc3\xb3 de residus radioactius o bioremediaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids \xc3\xa9s una aplicaci\xc3\xb3 de la bioremediaci\xc3\xb3 que es basa en la utilitzaci\xc3\xb3 d'agents biol\xc3\xb2gics \xe2\x80\x94bacteris, plantes i fongs naturals o modificats gen\xc3\xa8ticament\xe2\x80\x94 per a catalitzar reaccions qu\xc3\xadmiques que permetin la descontaminaci\xc3\xb3 de llocs afectats per radion\xc3\xbaclids. Aquestes part\xc3\xadcules radioactives s\xc3\xb3n productes secundaris generats com a conseq\xc3\xbc\xc3\xa8ncia d'activitats relacionades amb l'energia nuclear i constitueixen un problema de contaminaci\xc3\xb3 i radiotoxicitat (amb conseq\xc3\xbc\xc3\xa8ncies ecol\xc3\xb2giques i sanit\xc3\xa0ries greus) a causa de la seva naturalesa inestable d'emissi\xc3\xb3 de radiacions ionitzants._NEWLINE_Les t\xc3\xa8cniques de bioremediaci\xc3\xb3 d'espais mediambientals com s\xc3\xb2ls, sediments i aig\xc3\xbces contaminats per radion\xc3\xbaclids s\xc3\xb3n diverses i actualment s'estan erigint com una alternativa ecol\xc3\xb2gica i econ\xc3\xb2mica als procediments tradicionals. Aquestes estrat\xc3\xa8gies convencionals s\xc3\xb3n de tipus fisicoqu\xc3\xadmic i es basen en l'extracci\xc3\xb3 dels residus (a trav\xc3\xa9s d'excavacions i perforacions) i el seu transport a llarga dist\xc3\xa0ncia fins a instal\xc2\xb7lacions especialitzades, on s\xc3\xb3n confinats definitivament. La gesti\xc3\xb3 de volums de material tan elevats i amb requeriments especials provoca un increment substancial dels costs d'operaci\xc3\xb3, que sovint esdev\xc3\xa9 inassumible en certes regions i cronifica l'impacte ambiental de la radioactivitat._NEWLINE_Les esp\xc3\xa8cies que participen en aquests processos tenen la capacitat d'incidir en propietats dels radion\xc3\xbaclids com la solubilitat, la biodisponibilitat i la mobilitat accelerant la seva estabilitzaci\xc3\xb3. La seva acci\xc3\xb3 est\xc3\xa0 influenciada en gran manera pels donadors i acceptors d'electrons, els nutrients del medi, la complexaci\xc3\xb3 de les part\xc3\xadcules radioactives amb la mat\xc3\xa8ria i els factors ambientals. S\xc3\xb3n mesures que es poden realitzar o b\xc3\xa9 en el focus de contaminaci\xc3\xb3 (in situ) o b\xc3\xa9 en instal\xc2\xb7lacions controlades i delimitades per a poder seguir el proc\xc3\xa9s biol\xc3\xb2gic amb m\xc3\xa9s exactitud i combinar-lo amb altres sistemes (ex situ).\n_START_SECTION_\nBioremediaci\xc3\xb3 bacteriana\n_START_PARAGRAPH_\nL'estabilitzaci\xc3\xb3 bioqu\xc3\xadmica de radion\xc3\xbaclids per part d'esp\xc3\xa8cies bacterianes presenta certes difer\xc3\xa8ncies amb el metabolisme dels compostos org\xc3\xa0nics provinents de fonts de carboni. S\xc3\xb3n formes radioactives altament energ\xc3\xa8tiques que poden transformar-se indirectament pel proc\xc3\xa9s de transfer\xc3\xa8ncia d'energia microbiana._NEWLINE_Els radiois\xc3\xb2tops es poden transformar directament a trav\xc3\xa9s de canvis en la val\xc3\xa8ncia actuant com a donadors o acceptors d'electrons, o b\xc3\xa9 actuant com a cofactors per enzims. Tamb\xc3\xa9 poden ser transformats indirectament per agents reductors o oxidants secretats pels microorganismes que causen canvis en el pH o en el potencial redox. Altres processos inclouen precipitacions i la complexaci\xc3\xb3 amb agents quelants o tensioactius. La intervenci\xc3\xb3 humana, per altra banda, permet millorar tots aquests processos a trav\xc3\xa9s de l'enginyeria gen\xc3\xa8tica i les \xc3\xb2miques, o mitjan\xc3\xa7ant la injecci\xc3\xb3 de microorganismes o els seus nutrients a l'\xc3\xa0rea contaminada.\n_START_SECTION_\nBioreducci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nSegons l'element radioactiu i les condicions espec\xc3\xadfiques del lloc, els bacteris poden immobilitzar enzim\xc3\xa0ticament els radion\xc3\xbaclids de manera directa o indirecta. El seu potencial redox \xc3\xa9s aprofitat per algunes esp\xc3\xa8cies microbianes per a dur a terme reduccions que n'alteren la solubilitat i, en conseq\xc3\xbc\xc3\xa8ncia, la mobilitat, biodisponibilitat i radiotoxicitat. Aquesta t\xc3\xa8cnica de tractament de residus, que rep el nom de bioreducci\xc3\xb3 enzim\xc3\xa0tica o biotransformaci\xc3\xb3, \xc3\xa9s molt atractiva, ja que es pot realitzar en condicions no agressives per l'entorn, no produeix residus secundaris perillosos, i t\xc3\xa9 potencial com a soluci\xc3\xb3 per residus d'\xc3\xadndole molt diversa._NEWLINE_La reducci\xc3\xb3 enzim\xc3\xa0tica directa \xc3\xa9s el pas dels radion\xc3\xbaclids d'un estat d'oxidaci\xc3\xb3 m\xc3\xa9s alt a un de m\xc3\xa9s baix que duen a terme microorganismes anaer\xc3\xb2bics facultatius i estrictes. El radiois\xc3\xb2top interacciona amb llocs d'uni\xc3\xb3 de c\xc3\xa8l\xc2\xb7lules metab\xc3\xb2licament actives i \xc3\xa9s utilitzat com a acceptor terminal d'electrons en la cadena de transport d'electrons, on compostos com el lactat o l'acetat actuen de donadors d'electrons en respiracions anaer\xc3\xb2biques. _NEWLINE_El periplasma pren un rol molt important en aquestes bioreduccions. En el pas d'urani(VI) a urani(IV) insoluble, realitzat a la superf\xc3\xadcie de bacteris com Shewanella putrefaciens, Desulfovibrio vulgaris, Desulfovibrio desulfuricans i Geobacter sulfurreducens, \xc3\xa9s indispensable l'activitat dels citocroms periplasm\xc3\xa0tics. Per altra banda, en la reducci\xc3\xb3 de tecneci(VII) a tecneci(IV), en qu\xc3\xa8 actuen de nou S. putrefaciens, G. sulfurreducens, D. desulfuricans (a m\xc3\xa9s a m\xc3\xa9s d'esp\xc3\xa8cies com  Geobacter metallireducens o Escherichia coli) es requereix la pres\xc3\xa8ncia del complex format hidrogen liasa, situat tamb\xc3\xa9 en aquest compartiment cel\xc2\xb7lular._NEWLINE_Altres act\xc3\xadnids com el tori, el plutoni, el neptuni i l'americi s\xc3\xb3n redu\xc3\xafts enzim\xc3\xa0ticament per Rhodoferax ferrireducens, S. putrefaciens i diverses esp\xc3\xa8cies del g\xc3\xa8nere Geobacter i formen de manera directa una fase mineral insoluble._NEWLINE_El fenomen de bioreducci\xc3\xb3 enzim\xc3\xa0tica indirecta \xc3\xa9s dut a terme per bacteris sulfat-reductors i bacteris reductors del metall en reaccions d'excreci\xc3\xb3 de metab\xc3\xb2lits i de productes de descomposici\xc3\xb3. Hi ha un acoblament de l'oxidaci\xc3\xb3 d'\xc3\xa0cids org\xc3\xa0nics (produ\xc3\xafts per l'excreci\xc3\xb3 d'aquests bacteris heterotr\xc3\xb2fics) amb la reducci\xc3\xb3 de ferro o d'altres metalls i radion\xc3\xbaclids, que forma compostos insolubles que poden precipitar com a minerals \xc3\xb2xids i hidr\xc3\xb2xids. En el cas dels bacteris sulfat-reductors, es produeix \xc3\xa0cid sulfh\xc3\xaddric, que promou un augment de solubilitat dels radion\xc3\xbaclids contaminants i la seva biolixiviaci\xc3\xb3 \xe2\x80\x94com a residus l\xc3\xadquids que despr\xc3\xa9s podran ser recuperats. _NEWLINE_Existeixen diverses esp\xc3\xa8cies de microorganismes reductors indirectes que produeixen agents segrestants i quelants espec\xc3\xadfics, com els sider\xc3\xb2fors. Aquests agents segrestants s\xc3\xb3n crucials en la complexaci\xc3\xb3 dels radion\xc3\xbaclids i en l'increment de la seva solubilitat i biodisponibilitat. Un exemple \xc3\xa9s Microbacterium flavescens, que creix en pres\xc3\xa8ncia de radiois\xc3\xb2tops com el plutoni, el tori, l'urani o l'americi i produeix aquests \xc3\xa0cids org\xc3\xa0nics i sider\xc3\xb2fors que possibiliten la dissoluci\xc3\xb3 i mobilitzaci\xc3\xb3 dels radion\xc3\xbaclids a trav\xc3\xa9s del s\xc3\xb2l. A m\xc3\xa9s a m\xc3\xa9s, sembla que els sider\xc3\xb2fors de la superf\xc3\xadcie bacteriana tamb\xc3\xa9 li servirien per a facilitar l'entrada d'aquests elements a l'interior cel\xc2\xb7lular. Pseudomonas aeruginosa, per altra banda, secreta agents quelants a l'exterior que complexen l'urani i el tori quan creix en un medi amb aquests elements. En general, tamb\xc3\xa9 s'ha concl\xc3\xb2s que les enterobactines s\xc3\xb3n molt eficients en solubilitzaci\xc3\xb3 dels \xc3\xb2xids de plutoni.\n_START_SECTION_\nComplexos amb citrat\n_START_PARAGRAPH_\nEl citrat \xc3\xa9s un quelant que s'uneix a certs act\xc3\xadnids i metalls de transici\xc3\xb3 radioactius. Forma complexos de diversa denticitat (lligands amb m\xc3\xa9s d'un \xc3\xa0tom enlla\xc3\xa7at) i polinucleaci\xc3\xb3 (amb diversos \xc3\xa0toms radioactius) sobre els quals hi ha una acci\xc3\xb3 microbiana. En anaerobiosi, Desulfovibrio desulfuricans i esp\xc3\xa8cies dels g\xc3\xa8neres Shewanella i Clostridium s\xc3\xb3n capa\xc3\xa7os de reduir complexos bidentats d'uranil-citrat(VI) a uranil-citrat(IV) i fer-los precipitar, tot i no poder degradar metab\xc3\xb2licament el citrat complexat al final del proc\xc3\xa9s. En condicions aer\xc3\xb2biques i desnitrificants, en canvi, s'ha determinat que no \xc3\xa9s possible ni reduir ni degradar aquests complexos d'urani. Tampoc s'aconsegueix una bioreducci\xc3\xb3 de cap complex amb citrat quan aquests s\xc3\xb3n complexos met\xc3\xa0l\xc2\xb7lics mixts o b\xc3\xa9 tridentats, binuclears o polinuclears, ja que es tornen recalcitrants i persistents al medi. A partir d'aquests coneixements existeix un sistema que combina la biodegradaci\xc3\xb3 de complexos radion\xc3\xbaclid-citrat amb una posterior fotodegradaci\xc3\xb3 de l'uranil-citrat redu\xc3\xaft restant (no biodegradat pr\xc3\xa8viament per\xc3\xb2 sensible a la llum), que permet obtenir precipitats estables d'urani, per\xc3\xb2 tamb\xc3\xa9 de tori, estronci i cobalt de terres contaminades.\n_START_SECTION_\nBiosorci\xc3\xb3, bioacumulaci\xc3\xb3 i biomineralitzaci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nEl conjunt d'estrat\xc3\xa8gies de qu\xc3\xa8 formen part la biosorci\xc3\xb3, la bioacumulaci\xc3\xb3 i la biomineralitzaci\xc3\xb3 estan molt relacionades entre si, ja que d'una manera o altra presenten un contacte directe entre c\xc3\xa8l\xc2\xb7lula i radion\xc3\xbaclid. S\xc3\xb3n mecanismes que s'avaluen amb exactitud per mitj\xc3\xa0 de tecnologies d'an\xc3\xa0lisi avan\xc3\xa7ada com el microscopi electr\xc3\xb2nic, la difracci\xc3\xb3 de raigs X i les espectrosc\xc3\xb2pies XANES, EXAFS i de raigs X._NEWLINE_La biosorci\xc3\xb3 i la bioacumulaci\xc3\xb3 s\xc3\xb3n dues accions metab\xc3\xb2liques que es basen en l'habilitat de concentrar radion\xc3\xbaclids mil cops per sobre de la concentraci\xc3\xb3 de l'ambient. Consisteixen en la complexaci\xc3\xb3 dels residus radioactius amb fosfats, compostos org\xc3\xa0nics i sulfits de manera que es tornen insolubles i menys exposats a la radiotoxicitat. Tenen especial utilitat en bios\xc3\xb2lids per finalitats agr\xc3\xa0ries i d'esmena de s\xc3\xb2ls, malgrat que gaireb\xc3\xa9 no es coneixen les propietats d'aquests bios\xc3\xb2lids._NEWLINE_El m\xc3\xa8tode de biosorci\xc3\xb3 es basa en el segrestament passiu de radiois\xc3\xb2tops carregats positivament als lipopolisac\xc3\xa0rids (LPS) de la membrana plasm\xc3\xa0tica (carregats negativament), ja sigui de bacteris vius o morts. La seva efici\xc3\xa8ncia est\xc3\xa0 directament relacionada amb l'increment de temperatura i pot durar hores, per la qual cosa constitueix un m\xc3\xa8tode molt m\xc3\xa9s r\xc3\xa0pid que la bioreducci\xc3\xb3 directa. Es produeix a trav\xc3\xa9s de la formaci\xc3\xb3 de llims i c\xc3\xa0psules, i amb una prefer\xc3\xa8ncia d'uni\xc3\xb3 als grups fosforil i fosfat (tot i que tamb\xc3\xa9 ocorre amb carboxils, amines o sulfhidrils). Els firmicuts i altres bacteris com Citrobacter freundii tenen una capacitat significativa de biosorci\xc3\xb3; Citrobacter ho fa a trav\xc3\xa9s de la interacci\xc3\xb3 electroest\xc3\xa0tica de l'urani amb els fosfats dels LPS._NEWLINE_An\xc3\xa0lisis quantitatives determinen que, en el cas de l'urani, la biosorci\xc3\xb3 podria oscil\xc2\xb7lar en un rang d'entre 45 i 615 mil\xc2\xb7ligrams per gram de pes sec cel\xc2\xb7lular. Malgrat tot, \xc3\xa9s una t\xc3\xa8cnica que necessita una quantitat de biomassa elevada per a  repercutir en la bioremediaci\xc3\xb3 i presenta problemes de saturaci\xc3\xb3 i d'altres cations que competeixen per aquesta uni\xc3\xb3 a la superf\xc3\xadcie bacteriana._NEWLINE_El cas de la bioacumulaci\xc3\xb3 fa refer\xc3\xa8ncia a la captaci\xc3\xb3 dels radion\xc3\xbaclids cap a l'interior cel\xc2\xb7lular, on queden retinguts per complexacions amb components intracel\xc2\xb7lulars de c\xc3\xa0rrega negativa, precipitacions o formacions de gr\xc3\xa0nuls. A difer\xc3\xa8ncia de la biosorci\xc3\xb3, aquest \xc3\xa9s un proc\xc3\xa9s actiu: dep\xc3\xa8n d'un sistema de transport depenent d'energia. Alguns metalls o formes radioactives poden ser absorbits de manera accidental pels bacteris a causa de la seva semblan\xc3\xa7a a elements essencials imprescindibles pel funcionament metab\xc3\xb2lic. Diversos radiois\xc3\xb2tops de l'estronci, per exemple, s\xc3\xb3n reconeguts com a an\xc3\xa0legs del calci i incorporats a l'interior de Micrococcus luteus. L'urani, en canvi, no t\xc3\xa9 cap funci\xc3\xb3 coneguda i es creu que la seva entrada a l'interior cel\xc2\xb7lular podria raure per la seva toxicitat (capa\xc3\xa7 d'incrementar la permeabilitat de la membrana)._NEWLINE_La biomineralitzaci\xc3\xb3 o bioprecipitaci\xc3\xb3, d'altra banda, \xc3\xa9s la precipitaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids a trav\xc3\xa9s de la generaci\xc3\xb3 de lligands microbians, que donen com a resultat la formaci\xc3\xb3 de minerals biog\xc3\xa8nics estables. Aquests minerals tenen un rol molt important en la retenci\xc3\xb3 de contaminants radioactius. Hi interv\xc3\xa9 una concentraci\xc3\xb3 de lligand molt localitzada i produ\xc3\xafda enzim\xc3\xa0ticament, la qual proporciona un lloc de nucleaci\xc3\xb3 per l'inici de la precipitaci\xc3\xb3 del biomineral. Aquesta precipitaci\xc3\xb3 \xc3\xa9s especialment rellevant en biominerals derivats de l'activitat de les fosfatases, les quals trenquen mol\xc3\xa8cules com el glicerol fosfat al periplasma. En esp\xc3\xa8cies dels g\xc3\xa8neres Citrobacter i Serratia l'escissi\xc3\xb3 allibera ions fosfats inorg\xc3\xa0nics (HPO\xe2\x82\x84\xc2\xb2\xe2\x81\xbb), que interaccionen amb ions uranil (UO\xe2\x82\x82\xc2\xb2\xe2\x81\xba) i provoquen la deposici\xc3\xb3 de minerals policristal\xc2\xb7lins al voltant de la paret cel\xc2\xb7lular. Serratia, a m\xc3\xa9s a m\xc3\xa9s, forma biopel\xc2\xb7l\xc3\xadcules que promouen la precipitaci\xc3\xb3 de txernikovita \xe2\x80\x94un mineral ric en urani\xe2\x80\x94 i de passada, eliminen fins al 85% de cobalt-60 i el 97% de cesi-137 per substituci\xc3\xb3 prot\xc3\xb2nica en aquest mineral. La biomineralitzaci\xc3\xb3 \xc3\xa9s un proc\xc3\xa9s en qu\xc3\xa8 les c\xc3\xa8l\xc2\xb7lules no presenten limitacions de saturaci\xc3\xb3 i poden acumular fins a diverses vegades el seu propi pes en forma de radion\xc3\xbaclids precipitats._NEWLINE_Investigacions d'a\xc3\xafllats bacterians terrestres i marins pertanyents als g\xc3\xa8neres Aeromonas, Bacillus, Myxococcus, Pantoea, Pseudomonas, Rahnella i Vibrio tamb\xc3\xa9 han demostrat l'eliminaci\xc3\xb3 de radiois\xc3\xb2tops de l'urani com a biominerals de fosfat en condicions de creixement tant \xc3\xb2xiques com an\xc3\xb2xiques.\n_START_SECTION_\nBioestimulaci\xc3\xb3 i bioaugmentaci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nA difer\xc3\xa8ncia de la bioreducci\xc3\xb3, la biosorci\xc3\xb3, la bioacumulaci\xc3\xb3 i la biomineralitzaci\xc3\xb3, que s\xc3\xb3n estrat\xc3\xa8gies bacterianes d'atenuaci\xc3\xb3 natural de la contaminaci\xc3\xb3 radioactiva, existeixen tamb\xc3\xa9 m\xc3\xa8todes humans que augmenten l'efici\xc3\xa8ncia o la rapidesa dels processos microbians. Aquesta acceleraci\xc3\xb3 de l'atenuaci\xc3\xb3 natural implica la intervenci\xc3\xb3 sobre la zona contaminada per a millorar les taxes de transformaci\xc3\xb3 dels residus radioactius, que acostumen a ser lentes. Existeixen dues variants: la bioestimulaci\xc3\xb3 i la bioaugmentaci\xc3\xb3._NEWLINE_La bioestimulaci\xc3\xb3 consisteix en l'addici\xc3\xb3 de nutrients amb elements tra\xc3\xa7a, donadors d'electrons o acceptors d'electrons per a estimular el creixement i l'activitat de les comunitats microbianes naturals ind\xc3\xadgenes. Pot incloure des de la simple fertilitzaci\xc3\xb3 o inflitraci\xc3\xb3 \xe2\x80\x94que rep el nom de bioestimulaci\xc3\xb3 passiva\xe2\x80\x94, a injeccions m\xc3\xa9s agressives, i \xc3\xa9s una t\xc3\xa8cnica molt emprada a les \xc3\xa0rees de descontaminaci\xc3\xb3 del Departament d'Energia dels Estats Units d'Am\xc3\xa8rica. El nitrat s'utilitza com a nutrient per a bioestimular la reducci\xc3\xb3 d'urani, ja que serveix com a acceptor d'electrons molt favorable energ\xc3\xa8ticament per bacteris reductors de metalls. Tanmateix, molts d'aquests microorganismes (Geobacter, Shewanella o Desulfovubrio) presenten gens de resist\xc3\xa8ncia a metalls pesants, la qual cosa limita la seva capacitat bioremediadora de radion\xc3\xbaclids. En aquests casos concrets, s'addiciona al medi una font de carboni com l'etanol, que promou en primer lloc la bioreducci\xc3\xb3 de nitrat, i en segon terme la de l'urani. L'etanol tamb\xc3\xa9 s'empra en sistemes d'injecci\xc3\xb3 al s\xc3\xb2l amb recirculacions hidr\xc3\xa0uliques: eleva el pH i promou el creixement de bacteris desnitrificants i reductors de radion\xc3\xbaclids, que formen biopel\xc2\xb7l\xc3\xadcules i aconsegueixen disminuir fins a prop d'un 90% la concentraci\xc3\xb3 d'urani radioactiu._NEWLINE_Entre les t\xc3\xa8cniques geof\xc3\xadsiques que monitoren els efectes de la bioestimulaci\xc3\xb3 es troben el potencial d'ionitzaci\xc3\xb3 espectral, el potencial espontani, la densitat de corrent, la resistivitat complexa i la modelitzaci\xc3\xb3 del transport reactiu (RTM), que mesura par\xc3\xa0metres hidrogeol\xc3\xb2gics i geoqu\xc3\xadmics per a estimar les reaccions qu\xc3\xadmiques de la comunitat microbiana._NEWLINE_La bioaugmentaci\xc3\xb3, al seu torn, \xc3\xa9s l'addici\xc3\xb3 deliberada de microorganismes amb els trets desitjats per a accelerar les conversions metab\xc3\xb2liques dels bacteris sobre els contaminants radioactius. Sovint s\xc3\xb3n afegits quan les esp\xc3\xa8cies necess\xc3\xa0ries per a la bioremediaci\xc3\xb3 no existeixen en un lloc determinat. Aquesta t\xc3\xa8cnica s'ha demostrat en proves de camp al llarg dels anys que no ofereix millors resultats que la bioestimulaci\xc3\xb3. Tampoc est\xc3\xa0 clar que les esp\xc3\xa8cies introdu\xc3\xafdes puguin distribuir-se de manera efectiva a trav\xc3\xa9s de les complexes estructures geol\xc3\xb2giques de la majoria d'entorns del subs\xc3\xb2l, ni que puguin competir a llarg termini amb la microbiota ind\xc3\xadgena.\n_START_SECTION_\nEnginyeria gen\xc3\xa8tica i \xc3\xb2miques\n_START_PARAGRAPH_\nLes \xc3\xb2miques, en especial la gen\xc3\xb2mica i la prote\xc3\xb2mica, permeten identificar i avaluar gens, prote\xc3\xafnes i enzims involucrats en la bioremediaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids, a banda de les interaccions estructurals i funcionals que s'estableixen entre ells i amb altres metab\xc3\xb2lits. La seq\xc3\xbc\xc3\xa8nciaci\xc3\xb3 del genoma de diversos microorganismes ha perm\xc3\xa8s descobrir, per exemple, que Geobacter sulfurreducens t\xc3\xa9 m\xc3\xa9s de 100 regions codificants per citocroms de tipus C involucrats en la bioremediaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids al seu genoma, o que el gen NiCoT se sobreexpressa significativament en Rhodopseudomonas palustris i Novosphingobium aromaticivorans quan creixen en medis amb cobalt radioactiu._NEWLINE_A partir d'aquesta informaci\xc3\xb3 s'han desenvolupat t\xc3\xa8cniques d'enginyeria gen\xc3\xa8tica i de l'ADN recombinant que generen microorganismes amb car\xc3\xa0cters espec\xc3\xadfics bioremediadors. Alguns constructes expressats en esp\xc3\xa8cies microbianes s\xc3\xb3n fitoquelatines, polihistidines i altres polip\xc3\xa8ptids fusionats a les prote\xc3\xafnes ancorades a la membrana externa bacteriana. Una mostra d'aquestes soques modificades gen\xc3\xa8ticament s\xc3\xb3n les obtingudes de Deinococcus radiodurans; \xc3\xa9s un bacteri que presenta una gran resist\xc3\xa8ncia a dosis extremes de radioactivitat, estr\xc3\xa8s oxidatiu i danys a l'ADN, i \xc3\xa9s capa\xc3\xa7 de reduir tecneci, urani i crom de manera natural. A trav\xc3\xa9s d'insercions de gens d'altres esp\xc3\xa8cies s'ha aconseguit que, a m\xc3\xa9s a m\xc3\xa9s, pugui fer precipitar uranil-fosfats, degradar mercuri i utilitzar tolu\xc3\xa8 com a font d'energia per a cr\xc3\xa9ixer i estabilitzar altres radion\xc3\xbaclids._NEWLINE_L'evoluci\xc3\xb3 dirigida de prote\xc3\xafnes relacionades amb la bioremediaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids tamb\xc3\xa9 ha estat fruit d'estudi. L'enzim YieF, per exemple, catalitza de manera natural la reducci\xc3\xb3 de crom amb una gamma molt \xc3\xa0mplia de substrats. Despr\xc3\xa9s de ser sotm\xc3\xa8s a enginyeria de prote\xc3\xafnes, per\xc3\xb2, ha estat tamb\xc3\xa9 capa\xc3\xa7 de participar en la reducci\xc3\xb3 de l'i\xc3\xb3 uranil.\n_START_SECTION_\nBioremediaci\xc3\xb3 vegetal\n_START_PARAGRAPH_\nL'\xc3\xbas de plantes per a eliminar contaminants de l'ambient o per a tornar-los menys perjudicials rep el nom de fitoremediaci\xc3\xb3. Pel cas dels radion\xc3\xbaclids, \xc3\xa9s una tecnologia viable quan els temps de descontaminaci\xc3\xb3 s\xc3\xb3n llargs i els residus es troben dispersos a baixa concentraci\xc3\xb3. _NEWLINE_Algunes esp\xc3\xa8cies vegetals s\xc3\xb3n capaces de transformar (sense patir efectes) l'estat dels radiois\xc3\xb2tops o b\xc3\xa9 concentrant-los a diferents zones de l'organisme, o b\xc3\xa9 fent-los precipitar a trav\xc3\xa9s de les arrels, o fins i tot fent-los vol\xc3\xa0tils o estabilitzant-los al s\xc3\xb2l. An\xc3\xa0logament als bacteris, existeixen procediments d'enginyeria gen\xc3\xa8tica vegetal i de bioestimulaci\xc3\xb3 \xe2\x80\x94anomenada fitoestimulaci\xc3\xb3\xe2\x80\x94 que han perm\xc3\xa8s millorar i accelerar aquests processos, sobretot pel que fa a plantes de creixement r\xc3\xa0pid. L'\xc3\xbas d'Agrobacterium rhizogenes, per exemple, \xc3\xa9s prou est\xc3\xa8s i incrementa notablement la captaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids per les arrels.\n_START_SECTION_\nFitoextracci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nEn la fitoextracci\xc3\xb3 (tamb\xc3\xa9 fitoacumulaci\xc3\xb3, fitosegrestament o fitoabsorci\xc3\xb3), les plantes transporten els residus radioactius des del sistema radicular fins al teixit vascular i es concentren a la biomassa dels brots. \xc3\x89s una t\xc3\xa8cnica que elimina els radion\xc3\xbaclids del terra sense destruir l'estructura del s\xc3\xb2l, amb un impacte m\xc3\xadnim en la fertilitat i v\xc3\xa0lid per grans extensions amb un nivell baix de radioactivitat. La seva efici\xc3\xa8ncia s'avalua per mitj\xc3\xa0 del coeficient de bioacumulaci\xc3\xb3 o l'eliminaci\xc3\xb3 total de radion\xc3\xbaclids per m\xc2\xb2, i est\xc3\xa0 demostrada en la captaci\xc3\xb3 de cesi 137, estronci 90, tecneci 99, ceri 144, plutoni 240, americi 241, neptuni 237 i diversos radiois\xc3\xb2tops del radi i del tori. Per contra, requereix grans produccions de biomassa en per\xc3\xadodes curts de temps._NEWLINE_Esp\xc3\xa8cies com la bruguerola o els amarants s\xc3\xb3n capaces de concentrar cesi-137, el radion\xc3\xbaclid m\xc3\xa9s abundant a la zona d'exclusi\xc3\xb3 de Txern\xc3\xb2bil. En aquesta regi\xc3\xb3 d'Ucra\xc3\xafna, la mostassa bruna va poder eliminar en una sola temporada de cultiu fins a un 22% els nivells de cesi de mitjana activitat. Per altra banda, la col xinesa i la mostassa bruna poden concentrar urani 100 cops m\xc3\xa9s que altres esp\xc3\xa8cies._NEWLINE_Referent a la zona d'exclusi\xc3\xb3 propera a la Central nuclear de Fukushima Dai-ichi establerta arran de l'accident de Fukushima I de 2011, uns anys despr\xc3\xa9s dels fets es va avaluar el potencial de l'esp\xc3\xa8cie herb\xc3\xa0cia Eleocharis acicularis. Es va demostrar que aquesta podia dur a terme una fitoextracci\xc3\xb3 de s\xc3\xb2ls i aig\xc3\xbces contaminades per cesi-137 amb una acumulaci\xc3\xb3 de 2400 Bq/kg de pes sec. Tamb\xc3\xa9 es van descobrir fins a 188 soques de microalgues, plantes aqu\xc3\xa0tiques i protists incolors (no marins) que no nom\xc3\xa9s eren capaces d'absorbir cesi-137 en un sol dia, sin\xc3\xb3 tamb\xc3\xa9 estronci 85 (\xe2\x81\xb8\xe2\x81\xb5Sr) i iode 125 (\xc2\xb9\xc2\xb2\xe2\x81\xb5I). Aquesta capacitat ve donada, com passa en la bioacumulaci\xc3\xb3 bacteriana, per la confusi\xc3\xb3 d'aquests elements amb el potassi (en el cas del cesi radioactiu) i el calci (en el de l'estronci). L'acumulaci\xc3\xb3 de iode, per\xc3\xb2, no es coneix amb precisi\xc3\xb3, malgrat les elevades concentracions a l'interior de diverses plantes.\n_START_SECTION_\nRizofiltraci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nLa rizofiltraci\xc3\xb3 \xc3\xa9s l'adsorci\xc3\xb3 i precipitaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids a les arrels vegetals, o b\xc3\xa9 l'absorci\xc3\xb3 dels mateixos si s\xc3\xb3n solubles en efluents. T\xc3\xa9 gran efici\xc3\xa8ncia en el tractament de cesi 137 i estronci 90, sobretot per part d'algues i plantes aqu\xc3\xa0tiques, com les dels g\xc3\xa8neres Cladophora i Elodea, respectivament. \xc3\x89s l'estrat\xc3\xa8gia m\xc3\xa9s eficient per tecnologies de bioremediaci\xc3\xb3 en aiguamolls, per\xc3\xb2 ha de tenir un control continu i molt rigor\xc3\xb3s del pH perqu\xc3\xa8 sigui un proc\xc3\xa9s \xc3\xb2ptim._NEWLINE_A partir d'aquest proc\xc3\xa9s, s'han dissenyat estrat\xc3\xa8gies basades en seq\xc3\xbc\xc3\xa8ncies de basses amb un flux d'aigua lent per a netejar aig\xc3\xbces contaminades amb radion\xc3\xbaclids. Els resultats d'aquestes instal\xc2\xb7lacions, per cabals de 1000 litres d'efluent diaris, s\xc3\xb3n una retenci\xc3\xb3 de la radiaci\xc3\xb3 de prop del 95% en la primera bassa (per part de plantes i fangs), i m\xc3\xa9s del 99% en sistemes de 3 bases._NEWLINE_Les plantes m\xc3\xa9s prometedores per la rizofiltraci\xc3\xb3 s\xc3\xb3n els gira-sols. S\xc3\xb3n capa\xc3\xa7os d'eliminar fins al 95% de l'urani d'aig\xc3\xbces contaminades en 24 hores, i en experiments a Txern\xc3\xb2bil s'ha vist que poden concentrar en 55 kg de pes sec vegetal tota la radioactivitat de cesi i estronci d'una \xc3\xa0rea de 75 m\xc2\xb2 (material estabilitzat apte pel trasllat a un dip\xc3\xb2sit de residus).\n_START_SECTION_\nFitovolatilitzaci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nLa fitovolatilitzaci\xc3\xb3 consisteix en la captaci\xc3\xb3 i posterior transpiraci\xc3\xb3 dels radion\xc3\xbaclids cap a l'atmosfera. No elimina els contaminants sin\xc3\xb3 que els allibera en forma vol\xc3\xa0til (menys nociva). Tot i no comptar amb massa aplicacions per residus radioactius \xc3\xa9s molt \xc3\xbatil pel tractament del triti, ja que s'aprofita la gran capacitat de transpiraci\xc3\xb3 d'aigua de les plantes._NEWLINE_En el tractament aplicat al triti \xe2\x80\x94que en forma vol\xc3\xa0til no produeix exposici\xc3\xb3 radioactiva per\xc3\xb2 en forma aquosa o en components org\xc3\xa0nics s\xc3\xad que \xc3\xa9s perill\xc3\xb3s\xe2\x80\x94 s'utilitzen efluents contaminants per a irrigar freat\xc3\xb2fits. Esdev\xc3\xa9 un sistema amb un cost d'operaci\xc3\xb3 i de manteniment baixos, amb un estalvi de prop del 30% respecte m\xc3\xa8todes convencionals de bombeig i de tapat amb asfalt.\n_START_SECTION_\nFitoestabilitzaci\xc3\xb3\n_START_PARAGRAPH_\nUna estrat\xc3\xa8gia especialment v\xc3\xa0lida per contaminacions radioactives \xc3\xa9s la fitoestabilitzaci\xc3\xb3, basada en la immobilitzaci\xc3\xb3 al s\xc3\xb2l dels radion\xc3\xbaclids per acci\xc3\xb3 de les arrels. Aquest fet pot donar-se per adsorci\xc3\xb3, absorci\xc3\xb3 i precipitaci\xc3\xb3 a les regions confrontants a les arrels, i assegura que els residus radioactius no puguin dispersar-se per l'erosi\xc3\xb3 del terreny o per lixiviaci\xc3\xb3. T\xc3\xa9 utilitat a l'hora de controlar mines d'urani a cel obert i permet recuperar amb garanties l'ecosistema. Tot i aix\xc3\xad, presenta inconvenients importants com les grans dosis de fertilitzant necess\xc3\xa0ries per a poder reforestar la zona, a banda que la font radioactiva roman al mateix lloc (amb el manteniment a llarg termini que aix\xc3\xb2 implica).\n_START_SECTION_\nBioremediaci\xc3\xb3 f\xc3\xbangica\n_START_PARAGRAPH_\nDiversos fongs presenten valors de resist\xc3\xa8ncia a la radioactivitat iguals o superiors als bacteris m\xc3\xa9s radioresistents; realitzen processos de micoremediaci\xc3\xb3. Es va veure que alguns d'ells eren capa\xc3\xa7os d'alimentar-se, cr\xc3\xa9ixer i generar espores a partir de grafit del reactor 4 de la Central nuclear de Txern\xc3\xb2bil (amb concentracions molt elevades de radion\xc3\xbaclids del cesi, plutoni i cobalt), als quals es va anomenar fongs radi\xc3\xb2trofs._NEWLINE_Des de llavors, s'ha comprovat que algunes esp\xc3\xa8cies de Penicillium, Cladosporium, Paecilomyces i Xerocomus tenen la capacitat d'utilitzar les radiacions ionitzants com a energia a trav\xc3\xa9s de les propietats electr\xc3\xb2niques de la melanina. En la seva alimentaci\xc3\xb3 ingereixen i bioacumulen aquests radiois\xc3\xb2tops, la qual cosa genera problemes en les parets de formig\xc3\xb3 dels cementiris nuclears._NEWLINE_Tanmateix, les aurianes tenen capacitat de bioremediar el plutoni 239 i l'americi 241, i Neurospora crassa (un dels organismes model m\xc3\xa9s importants en micologia) t\xc3\xa9 una gran capacitat d'absorci\xc3\xb3 de cobalt-60. Altres esp\xc3\xa8cies dels g\xc3\xa8neres Schizophyllum, Armillaria, Vaccinium i Rhizopus (entre altres) realitzen tamb\xc3\xa9 processos anomenats de micoremediaci\xc3\xb3._NEWLINE_La capacitat d'interioritzar radion\xc3\xbaclids comporta un proc\xc3\xa9s de transmissi\xc3\xb3 horitzontal d'aquestes part\xc3\xadcules per mitj\xc3\xa0 de l'expansi\xc3\xb3 de les micel\xc2\xb7les f\xc3\xbangiques, la qual desemboca en una retenci\xc3\xb3 a llarg termini a l'horitz\xc3\xb3 org\xc3\xa0nic dels s\xc3\xb2ls forestals \xe2\x80\x94en especial en boscos de con\xc3\xadferes. Per a analitzar aquesta transfer\xc3\xa8ncia fisicoqu\xc3\xadmica dels radiois\xc3\xb2tops del s\xc3\xb2l als cossos de fructificaci\xc3\xb3 dels fongs s'utilitzen diversos r\xc3\xa0tios de concentraci\xc3\xb3 i factors de transfer\xc3\xa8ncia radioecol\xc3\xb2gica.\n_START_SECTION_\nAspectes econ\xc3\xb2mics\n_START_PARAGRAPH_\nLa baixa inversi\xc3\xb3 econ\xc3\xb2mica a l'hora de realitzar tractaments de bioremedaci\xc3\xb3 de radion\xc3\xbaclids \xc3\xa9s un dels motius principals pels quals es duen a terme cada cop amb major recurr\xc3\xa8ncia. L'avaluaci\xc3\xb3 de costos, comparada amb les estrat\xc3\xa8gies convencionals de tipus abi\xc3\xb2tic, resulta extremadament favorable. Els procediments cl\xc3\xa0ssics \xe2\x80\x94extraccions de s\xc3\xb2ls, bombeigs d'aig\xc3\xbces, perforacions i excavacions, cobertures amb asfalt, intercanvis i\xc3\xb2nics, etc.\xe2\x80\x94 i el conseg\xc3\xbcent transport obligat dels grans volums de residus a cementiris nuclears tenen costs d'operaci\xc3\xb3 no efectius que s'estima que podrien superar els 50 milions de lliures al Regne Unit i que als EUA, amb uns 350 projectes d'aquest tipus en marxa i sense contemplar cap contratemps t\xc3\xa8cnic, podrien assolir els 300 mil milions de d\xc3\xb2lars._NEWLINE_Tanmateix, la literatura relativa a l'enginyeria ambiental gaireb\xc3\xa9 no ofereix an\xc3\xa0lisis econ\xc3\xb2miques sobre la bioremediaci\xc3\xb3 dels residus radioactius. Amb tot, es poden trobar aproximacions com la de la fitoremediaci\xc3\xb3 d'aig\xc3\xbces superficials contaminades per radion\xc3\xbaclids, que tindria un cost d'entre 2 i 6 d\xc3\xb2lars per cada mil galons (aproximadament 3800 litres).\n_START_SECTION_\nVies de recerca\n_START_PARAGRAPH_\nL'estat de recerca sobre t\xc3\xa8cniques de bioremediaci\xc3\xb3 \xc3\xa9s prou avan\xc3\xa7at i se'n coneixen amb prou precisi\xc3\xb3 els mecanismes moleculars que les regeixen. Existeixen, per\xc3\xb2, dubtes sobre l'efectivitat i possibles adversitats d'aquests processos en combinaci\xc3\xb3 amb l'addici\xc3\xb3 d'agroqu\xc3\xadmics. En s\xc3\xb2ls, el rol de les micorrizes sobre residus radioactius est\xc3\xa0 poc descrit i no es coneixen amb total seguretat els patrons de segrestament de radion\xc3\xbaclids._NEWLINE_D'alguns processos bacterians se'n desconeix la longevitat dels seus efectes, com el manteniment de l'urani en forma insoluble a causa de bioreduccions i biomineralitzacions. Tampoc queden clars certs detalls sobre la transfer\xc3\xa8ncia d'electrons d'alguns radion\xc3\xbaclids amb aquestes esp\xc3\xa8cies bacterianes._NEWLINE_Un altre aspecte important \xc3\xa9s el canvi d'un proc\xc3\xa9s ex situ o a escala laboratori a l'aplicaci\xc3\xb3 real in situ, en qu\xc3\xa8 l'heterogenicitat del terreny i les condicions ambientals generen mancances de reproducci\xc3\xb3 de l'estat bioqu\xc3\xadmic \xc3\xb2ptim de les esp\xc3\xa8cies utilitzades, cosa que fa disminuir-ne l'efici\xc3\xa8ncia. Aquest fet implica trobar quines s\xc3\xb3n les condicions \xc3\xb2ptimes en qu\xc3\xa8 es pugui dur a terme una bioremediaci\xc3\xb3 eficient amb anions, metalls, compostos org\xc3\xa0nics, quelants o altres radion\xc3\xbaclids que puguin competir amb la captaci\xc3\xb3 dels residus radioactius d'inter\xc3\xa8s. Nogensmenys, en molts casos la recerca est\xc3\xa0 enfocada en l'extracci\xc3\xb3 de s\xc3\xb2ls i aig\xc3\xbces i el seu tractament biol\xc3\xb2gic ex situ per a evitar aquests problemes._NEWLINE_Per \xc3\xbaltim, el potencial dels organismes modificats gen\xc3\xa8ticament est\xc3\xa0 limitat per les ag\xc3\xa8ncies reguladores en termes de responsabilitat i q\xc3\xbcestions bio\xc3\xa8tiques. El seu alliberament requereix compatibilitat amb la zona d'acci\xc3\xb3 i comparabilitat amb les esp\xc3\xa8cies ind\xc3\xadgenes. La recerca multidisciplin\xc3\xa0ria est\xc3\xa0 enfocada en definir amb m\xc3\xa9s exactitud els gens i prote\xc3\xafnes necessaris per a establir nous sistemes de bioremediaci\xc3\xb3 lliures de c\xc3\xa8l\xc2\xb7lules, els quals puguin esquivar possibles efectes col\xc2\xb7laterals sobre el medi ambient per intromissi\xc3\xb3 d'esp\xc3\xa8cies transg\xc3\xa8niques o invasores."