Investigadores de la Universidad de Alberta han editado genéticamente una levadura de panadería para producir altos niveles de ácido punícico, un ácido graso presente principalmente en las granadas y que cuenta con potentes propiedades antiinflamatorias, anticancerígenas y reductoras del colesterol. La cepa editada auménto 80 veces el contenido de este compuesto, hasta un 26,7%, el nivel más alto reportado hasta la fecha en microorganismos o plantas modificadas. Este avance ofrece una vía sostenible para producir este valioso lípido sin necesidad de utilizar tierras cultivables, y también proporciona biomasa de levadura como fuente suplementaria de proteínas para la industria alimentaria y de piensos animales.
Universidad de Alberta / 21 de enero, 2025.- Usando la fermentación, investigadores de la Universidad de Alberta han encontrado una manera de producir mayores cantidades de un ácido graso saludable que se encuentra principalmente en la granada. El artículo se publicó en el Journal of Agricultural and Food Chemistry.
Trabajando con levadura de panadería que inicialmente no contenía nada, desarrollaron una nueva cepa que contiene altos niveles de ácido punícico, ofreciendo una manera sustentable de producir tanto el ácido graso de valor agregado como la biomasa de levadura (una fuente de proteína suplementaria utilizada en las industrias de alimentos y piensos para animales) con beneficios adicionales para la salud.
«Esto significa que podríamos producir este lípido de alto valor mucho más rápido y económicamente en el futuro, sin necesidad de utilizar tierras cultivables, y también demuestra cómo podemos desarrollar y mejorar nutricionalmente fuentes sustentables de aceite especial», dice el coautor del estudio Guanqun (Gavin) Chen, profesor asociado en la Facultad de Ciencias Agrícolas, de la Vida y Ambientales y Cátedra de Investigación de Canadá en Biotecnología de Lípidos Vegetales.
El ácido punícico, derivado del aceite de las semillas de esta fruta exótica, ofrece varios beneficios para la salud, como propiedades antiinflamatorias, anticancerígenas y reductoras del colesterol.
Pero en comparación con otros cultivos oleaginosos como la canola, la granada tiene una proporción semilla-fruto y un rendimiento de aceite muy bajos, lo que limita la oferta y la convierte en un producto básico más costoso, señala Chen.
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Utilizando un enfoque de edición genética llamado reordenamiento genético basado en CRISPR, Chen y la coautora del estudio Juli Wang integraron aleatoriamente ciertos genes potencialmente involucrados en la síntesis y acumulación de ácido punícico directamente en el genoma (el conjunto completo de ADN) de la levadura de panadería.
Sus experimentos marcan la primera vez que se ha utilizado el reordenamiento genético basado en CRISPR en la ingeniería de levadura para producir ácidos grasos inusuales derivados de plantas, y el trabajo ha dado como resultado una forma más rápida y eficiente de averiguar cuáles de los genes funcionan bien juntos.
En lugar de la práctica más estándar y laboriosa de tener que probar combinaciones de genes una por una para determinar su influencia, «el proceso de mezcla de genes nos permitió agregar genes al azar a las cepas de levadura para crear una biblioteca y luego analizar esa biblioteca para identificar las mejores», dice Wang, quien realizó los experimentos para obtener un doctorado en ciencia vegetal.
«Primero analizamos la mejor cepa y luego averiguamos qué genes se transforman», agrega. «Esto garantiza un mejor rendimiento en nuestros resultados, porque nos dice qué genes funcionan mejor entre sí».
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Los experimentos aumentaron el contenido de ácido punícico en 80 veces, hasta el 26,7%, el nivel más alto alcanzado y reportado por los científicos en microorganismos o plantas modificadas hasta ahora, y un número «que es lo suficientemente alto como para mostrar un gran potencial para la producción a escala comercial», señala Chen.
La cepa de levadura que produjeron también tiene un contenido de ácido punícico estable, que es otro desarrollo prometedor para un uso futuro a gran escala, agrega Wang.
«Para la producción bioindustrial, significa que los genes que se añaden a la levadura no se pierden de un lote de fermentación al siguiente».
Los descubrimientos, que han dado lugar a una solicitud de patente provisional, se basan en un estudio anterior de los investigadores, que inicialmente identificó la dinámica del aumento del contenido de ácido punícico en la levadura mediante el apilamiento de genes. Ahora planean cultivar su cepa de alto rendimiento en fermentadores a escala de laboratorio, un paso hacia la ampliación para una posible producción comercial.
Además, su método de mezcla de genes basado en CRISPR es lo suficientemente versátil como para poder utilizarse en la ingeniería de levadura de panadería para producir otros ácidos grasos inusuales valiosos, como el aceite de ricino, y junto con eso, «un potencial emocionante para desarrollar otros bioproductos», señala Chen.