Aunque se conocen sus propiedades desde hace siglos, el potencial de las algas está aún por desarrollar y explotar. Se estima que existen más de 30.000 especies de microalgas en el planeta, pero solamente se ha estudiado con detalle unas 50 de ellas desde los puntos de vista bioquímico y fisiológico. Un recurso muy importante no sólo por su magnitud sino también por las propiedades que los últimos estudios le están asignando. Desde producción de biodiésel o su uso en birreactores para el consumo de CO2, hasta sus beneficios en ácidos grasos poliinsaturados, tales como el Omega 3 o 6, las microalgas presentan un objeto de estudio de gran interés científico, económico y social.
Pese a sus numerosos beneficios, el uso de las microalgas se ha visto limitado hasta ahora por dos razones fundamentales. Por un lado, la tecnología se ha desarrollado en los últimos años para poner a punto el sistema de cultivo a gran escala, y ahora se trabaja en la optimización de fotobioreactores para mejorar su productividad y rentabilidad. Otro de los inconvenientes que se han planteado en esta materia ha sido que hasta ahora era bastante difícil la manipulación genética, que posibilitara microalgas transgénicas más resistentes o con propiedades, en principio, no presentes en su propia naturaleza.
Desde la Universidad de Huelva (UHU), la investigadora Rosa León trabaja en este sentido para optimizar la manipulación genética de distintas especies de microalgas, las cuales hasta ahora presentan un número muy reducido, con resultados como el recién publicado Microalgas transgénicas como fábrica de células verdes, editado junto a Emilio Fernández y Aurora Galván. Encargada de dirigir la línea de biología molecular en el grupo Bioquímica y biotecnología de las algas, encabezado por el profesor Carlos Vílchez Lobato, esta investigadora centra su estudio en el análisis de la ruta de la carotenogénesis, es decir, la ruta de síntesis de los carotenoides, pigmentos orgánicos presentes en plantas y otros organismos fotosintéticos como las algas.
El más conocido de los caroteniodes es el betacaroteno, presente en las zanahorias y en muchos vegetales de color naranja. Sin embargo, hay otros tipos muy importantes, como es el caso de la astaxantina, un cetocarotenoide responsable, entre otras cosas, del color rosado de los salmones y flamencos, así como de numerosos crustáceos. ¿Ahora que se está impulsando la acuicultura, el cultivo del salmón en cautividad, por ejemplo, puede presentar problemas como que la carne del pez sea blanca, perdiendo su atractivo comercial por lo que es necesario aportar astaxantina, ya sea de forma sintética o mediante algas¿, afirma la investigadora. Sin embargo, no todas estas propiedades quedan en los peces, siendo los carotenoides muy utilizados en la industria alimentaria y en dietética.
Objetivos
En concreto, el trabajo desarrollado en los laboratorios de la Facultad de Experimentales de la Onubense busca alternar los genes que codifican las proteínas, encargados de catalizar cada uno de los pasos de la ruta de síntesis de los carotenoides, pretendiendo con ello cumplir con un doble objetivo. El primero, y más práctico, es la obtención de microalgas mejores, con mayor productividad o que generen carotenoides nuevos. El segundo de estos objetivos es estudiar la ruta del metabolismo secundario con el fin de profundizar científicamente en su conocimiento.
Para cumplir con estos fines, la investigadora de la Onubense trabaja en la inhibición de uno de los primeros genes de la ruta (lo que se conoce como knock out), consiguiendo con ello transformantes que no tienen carotenoides. A través de esta técnica, los científicos pueden comparar el comportamiento de los transformantes sin estos pigmentos orgánicos con los que sí lo tienen, de forma que se pueda ver hasta qué punto son necesarios para el mecanismo de defensa del alga si está sometida a alta irradiación o a diversas condiciones de estrés.
Por otro lado, y partiendo de la base de la microalga Haematococcus pluvialis (principal fuente natural de astaxantina), los científicos de la UHU buscan trasladar un gen propio de esta alga de difícil crecimiento para insertarlo en otra microalga que crece con gran rápidez y facilidad, Chlamydomonas reinhardtii. ¿Hemos tomado el gen encargado de convertir el betacaroteno en astaxantina y se ha introducido en esta otra alga con la intención de que produzca cetocarotenoides y, aunque la productividad aún no es muy alta, estamos trabajando para mejorar el proceso y optimizarlo de cara a diseñar un sistema más productivo¿ afirma Rosa León.
