Los científicos han descubierto una forma de controlar muchos genes en células de levadura modificadas, abriendo la puerta a una producción más eficiente y sostenible de productos de base biológica.
por la Universidad de Bristol
El estudio, publicado en Nucleic Acids Research por investigadores del Centro de Biotecnología Rosalind Franklin de DSM en Delft, Países Bajos, y la Universidad de Bristol, ha demostrado cómo desbloquear el potencial de CRISPR para regular muchos genes simultáneamente.
La levadura de panadería, o Saccharomyces cerevisiae para darle su nombre completo, se considera un caballo de batalla para la biotecnología. No solo se ha utilizado para producir pan y cerveza durante miles de años, sino que hoy en día también se puede diseñar para producir una variedad de otros compuestos útiles que forman la base de productos farmacéuticos, combustibles y aditivos alimentarios. Sin embargo, lograr una producción óptima de estos productos es difícil, lo que requiere que las complejas redes bioquímicas dentro de la célula sean reconfiguradas y extendidas mediante la introducción de nuevas enzimas y el ajuste de los niveles de expresión genética.
Klaudia Ciurkot, primera autora del estudio y doctora industrial financiada con fondos europeos. un estudiante de DSM declaró: «Para superar los desafíos de optimizar las células de S. cerevisiae para la bioproducción, exploramos el uso de una tecnología CRISPR menos utilizada basada en la proteína Cas12a. A diferencia de la proteína Cas9 que se usa más comúnmente, Cas12a puede programarse rápidamente para interactuar con secuencias que son responsables de controlar la expresión génica y dirigirse fácilmente a muchas secuencias diferentes al mismo tiempo. Esto lo convirtió en una plataforma ideal para llevar a cabo la compleja regulación génica que a menudo se requiere para producir compuestos de relevancia industrial «.
Y agregó: «Lo que fue particularmente emocionante para mí fue que este estudio es el primero en demostrar la capacidad de Cas12a para controlar la expresión génica en S. cerevisiae y, a través de una investigación conjunta en DSM y la Universidad de Bristol, pudimos descubrir las reglas sobre cómo se diseña y utiliza mejor este sistema «.
Thomas Gorochowski, coautor del trabajo y becario de investigación de la Royal Society University con sede en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol, afirmó además: «Es muy emocionante que Cas12a haya demostrado funcionar tan bien para la regulación genética en el levadura S. cerevisiae, un organismo que tiene una gran importancia industrial. Además, el enfoque sistemático que hemos adoptado para separar y analizar los muchos aspectos difíciles del sistema, actúa como una base firme para la optimización futura «.
Además de analizar cómo se diseña mejor el sistema basado en Cas12a, los científicos continuaron mostrando su uso para controlar de manera robusta la producción de β-caroteno, un compuesto de importancia industrial que se utiliza en la producción de aditivos alimentarios y nutracéuticos.
René Verwaal, autor principal y científico principal de DSM finalizó afirmando: «Al demostrar las capacidades de este sistema para controlar la biosíntesis de β-caroteno, hemos abierto las puertas a su aplicación más amplia para otros productos biológicos clave. No puedo espere a ver cómo se utiliza nuestro sistema para desarrollar plataformas de producción más sostenibles para productos cotidianos en los que todos confiamos «.
