Las microalgas han sido reconocidas desde hace mucho tiempo por su tesoro de biomoléculas valiosas. Estas pequeñas “fabricas” producen de forma natural una gran cantidad de carbohidratos, lípidos, proteínas, pigmentos, minerales y vitaminas. Esto las convierte en una fuente renovable y sostenible para una amplia gama de productos, desde nutracéuticos y aditivos alimentarios hasta piensos para la acuicultura e incluso biocombustibles.
Pero, ¿qué pasaría si pudiéramos liberar un potencial aún mayor de estas minifábricas de la naturaleza? Aquí es donde entra en juego el apasionante campo de la ingeniería genética.
Un estudio publicado en la revista Discover Applied Sciences, publicado por científicos de Universiti Malaysia Terengganu y de la Universiti Putra Malaysia explora el potencial de las microalgas como fuente de compuestos valiosos, los desafíos asociados con su cultivo e ingeniería genética, y las perspectivas futuras para su comercialización.
Cultivo e ingeniería genética de microalgas
El cultivo de microalgas requiere condiciones específicas, que incluyen luz, nutrientes y dióxido de carbono adecuados. A diferencia de las plantas terrestres, las microalgas no necesitan suelo fértil, lo que las hace adecuadas para el cultivo en diversos entornos, incluidas las aguas residuales y el agua reciclada. Este enfoque no solo trata las aguas residuales, sino que también genera biomasa valiosa. Además, las microalgas pueden utilizar el dióxido de carbono de los gases de combustión industriales, lo que proporciona un método de cultivo económico.
La ingeniería genética desempeña un papel crucial en la mejora de las cepas de microalgas para mejorar la productividad y la eficiencia metabólica. Al introducir material genético extraño en el genoma de las microalgas, los investigadores pueden modificar sus características para producir compuestos específicos de interés. Las tecnologías de edición genómica han avanzado aún más en el campo, lo que permite modificaciones precisas y específicas.
Herramientas de precisión para una producción mejorada
Los científicos están utilizando un conjunto de herramientas establecidas para ajustar las microalgas a nivel genético. Técnicas como CRISPR/Cas9, TALEN, ZFN y transformación genética permiten realizar modificaciones específicas, allanando el camino para obtener cepas optimizadas. Los métodos de transformación más populares incluyen la electroporación, el bombardeo de partículas (biolística), la agitación con perlas de vidrio y el fascinante uso de Agrobacterium, ¡una bacteria del suelo que se encuentra en la naturaleza!
Más allá de los lípidos: un universo de biomoléculas
La ingeniería genética no se trata solo de aumentar la producción de lípidos. Nos permite afinar toda la maquinaria metabólica de las microalgas. Al apuntar a genes específicos, los científicos pueden aumentar la producción de otras biomoléculas valiosas como proteínas, pigmentos e incluso tipos específicos de carbohidratos. Esto allana el camino para el desarrollo de cepas de microalgas optimizadas para diversas aplicaciones, desde mejorar los alimentos para la acuicultura hasta crear colorantes naturales vibrantes para la industria alimentaria.
Un mundo de posibilidades: del laboratorio de investigación a las aplicaciones del mundo real
La reciente explosión en la secuenciación del genoma y los datos ómicos para las microalgas proporciona un tesoro de información para los investigadores. Estos datos permiten una ingeniería genética más específica, acelerando el desarrollo de cepas de microalgas superiores. Imaginemos fábricas de microalgas que produzcan biocombustibles sostenibles, enriquezcan los alimentos para la acuicultura o nos proporcionen una nueva generación de potentes nutracéuticos, todo gracias al poder de la ingeniería genética.
La seguridad es lo primero: garantizar un desarrollo responsable
Como ocurre con cualquier tecnología innovadora, aprovechar el potencial de las microalgas modificadas genéticamente (GM) requiere una cuidadosa consideración de la seguridad y las regulaciones. Establecer marcos regulatorios claros será esencial para garantizar el uso seguro y responsable de estos poderosos organismos. La comunicación abierta y la colaboración entre científicos, responsables de políticas y el público son cruciales para generar confianza y allanar el camino hacia un futuro más sostenible.
El camino por delante: implementación y regulación seguras
Las microalgas ofrecen una fuente sostenible y renovable de compuestos bioactivos con aplicaciones en diversas industrias. Su capacidad para crecer rápidamente y utilizar diversos entornos de cultivo las convierte en una alternativa prometedora a la extracción tradicional de recursos.
Si bien el potencial de las microalgas modificadas genéticamente es innegable, existen consideraciones cruciales para su implementación segura y responsable. Establecer marcos regulatorios claros y sólidos para las microalgas modificadas genéticamente (GM) es esencial. Esto garantiza que estas poderosas herramientas se utilicen de manera responsable para el beneficio de la sociedad y el medio ambiente.
Contacto
Malinna Jusoh
Faculty of Science and Marine Environment, Universiti Malaysia Terengganu
21030, Kuala Nerus, Terengganu, Malaysia
Email: malinna@umt.edu.my
Referencia (acceso abierto)
Ahmad Kamal, A.H., Mohd Hamidi, N.F., Zakaria, M.F. et al. Genetically engineered microalgae for enhanced bioactive compounds. Discov Appl Sci 6, 482 (2024). https://doi.org/10.1007/s42452-024-06116-5
