octubre 2, 2022

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Ingeniería de microalgas industriales para producir aceite biológico saludable


Los talentos genéticos de una microalga marina ahora están desbloqueados para producir triacilgliceroles de cadena media, que es un tipo de aceite vegetal con una variedad de beneficios para la salud, según un estudio dirigido por investigadores del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT). ), Academia China de Ciencias (CAS).


por Li Yuan, Academia China de Ciencias


Este estudio fue publicado en Plant Physiology el 30 de agosto.

Llamados triacilgliceroles, estos aceites biológicos son la principal forma de almacenamiento de energía en las células y se encuentran en todos los aceites vegetales y grasas animales , pero no son iguales.

Cada molécula de triacilglicerol consta de tres restos de ácidos grasos que están anclados a un andamio de glicerol. Dependiendo de la longitud de la cadena de los ácidos grasos, cada molécula se puede clasificar como triacilglicerol de cadena larga o triacilglicerol de cadena media (MCT), que se distinguen por su área de aplicación, valor económico y potencial de mercado.

«Durante la digestión, los MCT se convierten en ácidos grasos de cadena media, que pasan por alto el tejido graso, lo que reduce la posibilidad de que se convierta en tejido graso», dijo Xu Jian, profesor del Centro de Células Únicas de QIBEBT. «También aumenta el gasto de energía , la oxidación de grasas y la saciedad y reduce la ingesta de energía y alimentos tanto en personas delgadas como obesas».

El problema es la disponibilidad. El aceite MCT solo se puede fabricar mediante el procesamiento de aceites de plantas de palma y coco, los cuales están limitados al crecimiento en regiones tropicales y subtropicales.

«Además, solo alrededor del 3 % de la masa total de la planta se almacena en forma de aceite, por lo que necesitamos una materia prima más eficiente y versátil», dijo Xin Yi, profesor asociado del Single-Cell Center, y explicó que la disponibilidad limitada de MCT ha obstaculizado la exploración del producto a gran escala.

La microalga marina Nannochloropsis oceanica ha llamado mucho la atención en la comunidad de investigación con su alto potencial de crecimiento fotosintético y su rico contenido de aceite, pero generalmente se ha encontrado que solo contiene 0.01% a 0.05% de MCT. A pesar de este bajo contenido, un análisis genético reveló previamente evidencia de un mecanismo nativo de ensamblaje de MCT en esta microalga.

En este estudio, los investigadores descubrieron en la microalga dos enzimas específicas que se dedican a ensamblar ácidos grasos de cadena media. Estas dos enzimas muy talentosas, cuando se apilan con enzimas adicionales que alimentan sustratos al mecanismo especializado de ensamblaje de MCT, pueden elevar la productividad de MCT en 64,8 veces en la fase máxima de producción de aceite.

Tal especialización funcional de estas proteínas en la determinación de la longitud de la cadena de los productos revela una dimensión de control previamente desconocida en el triacilglicerol celular, que puede explotarse para producir aceites personalizables en microalgas.

Los investigadores planean mejorar aún más la producción de MCT mediante la manipulación genética de las moléculas para detener la degradación, controlar la duración de los ácidos grasos y aumentar el contenido total de triacilglicerol.

«Tales esfuerzos deberían mejorar aún más la producción celular de MCT y acelerar el ritmo de la ingeniería de microalgas industriales en materia prima eficiente y sostenible para aceites personalizables», dijo Hu Chunxiu, profesor asociado en el Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de CAS.


Más información: Yi Xin et al, Producción de triglicéridos de cadena media en nanocloropsis a través de un mecanismo de discriminación de longitud de cadena de ácidos grasos, 

Fisiología vegetal (2022). DOI: 10.1093/plphys/kiac396



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