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Modificación genética de
microalgas:
Una necesidad industrial
Diego López Alonso
Ventajas
• No demandan
terrenos agrícolas.
• No desvían recursos
alimentarios.
Diego López Alonso
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Ventajas
• Mayor productividad.
Ejemplo: productividad en “aceite”
Organismo
Scenedesmus
almeriensis
Colza
Palma
Productividad
Fuente
Datos
6.000-10.000 L/ha
propios
Rötting et
1.300 L/ha
al. 2010
Rötting et
5.950 L/ha
al. 2010
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Usos potenciales
• Reciclaje:
– Tratamiento de aguas residuales.
– Captación de CO2.
•
•
•
•
•
•
Biodiesel.
LC-PUFAs (EPA y DHA).
Fármacos.
Luteína.
Ficoeritrinas y ficocianinas.
...
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Usos vigentes de las microalgas
• Nutracéuticos.
• Beta-caroteno.
• Astaxantina.
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Desventaja
Elevados costes de producción
Ej.: coste del aceite.
Organismo
Scenedesmus
almeriensis
Coste por Ton.
Fuente
Datos
407.000-680.000$
propios
Colza
390$ FAOSTAT
Girasol
470$ FAOSTAT
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¿Microalgas industriales?
• Objetivo: convertir las microalgas en
organismos industrialmente
competitivos (abaratar los costes de
producción).
• Vía: desarrollo de la Biotecnología de
microalgas:
– Tecnología de cultivo.
– Tecnología de cosechado y procesamiento.
– Tecnología de modificación genética (IG).
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Camino recorrido
…en biorreactores
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Camino por recorrer…
Desarrollar la IG de microalgas
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Ingeniería genética
• ¿Qué es?:
– Introducir uno o varios genes,
– procedentes de un organismo,
– en otro.
• Propósito:
– conferir al organismo receptor “nuevas
características”.
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Control de la vida
Gen 1
Gen 2
Enzima 1
Enzima 2
Substancia A
Substancia B
Gen 3
Enzima 3
Substancia C
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Substancia D
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Control de la vida
Substancia A
Gen 1
Gen 2
Gen 3
Enzima 1
Enzima 2
Enzima 3
Substancia B
Substancia C
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Substancia D
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Requisitos para hacer IG
• Organismo donador (fuente del material
genético).
• Organismo receptor (el que se utiliza para
producir).
• Gen (o genes): que confieran las
características que deseamos al transgénico.
• Elementos genéticos reguladores: controlan
que la expresión del gen sea correcta.
• Vector de transformación.
• Método de transformación.
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Elementos reguladores
Organismo
donador
Vector
Gen
Vector
recombinante
Organismo
receptor
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Un ejemplo: insulina recombinante
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Estado actual de la IG de
microalgas
Estamos en la “infancia” (aunque
se ha avanzado mucho)
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Microalgas transformadas
Chlamydomonas reinhardtii
Chlorella
Dunaliella salina
Phaeodactylum tricornutum
Etc. (pero corto)
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Métodos de transformación
usados con microalgas
Microbombardeo
(¿universal?)
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Métodos de transformación
usados con microalgas
Vía Agrobacterium tumefaciens (en C. reinhardtii y, Haematococcus
pluvialis).
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Elegir antes de empezar
• Especie receptora:
– Adaptada al cultivo industrial en todo caso.
– En función del objetivo concreto: rica en
triacilgliceroles (“aceite”) si es para biodiesel, etc.
– Transformable (¿?).
• Método de transformación:
– Efectivo y eficiente.
– Simple.
• Elementos genéticos:
– Promotor:
• Funcional en la especie,
• ¿Inducible? ¿constitutivo?.
– Gen (o genes): en función del objetivo concreto.
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Un ejemplo: IG para biodiesel
• ¿Especie?... S. almeriensis
–
–
–
–
Crece en biorreactores.
3-5% de “aceite”.
Elevada productividad.
Transformable (¿?) (lo son otras Clorofitas).
• ¿Método de transformación?...
– 1ª opción: Agrobacterium; ha funcionado con
otras Clorofitas.
– 2ª opción: microbombardeo; siempre transforma.
• ¿Gen?:
– DGAT1 (de plantas superiores) y,
– DGAT2 (procedente de C. reinhardtii)
• ¿Promotor?: RbcS2 (procedente de C.
reinhardtii)
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Expectativa
• Incrementar el contenido en “aceite” en
un 30% (en levaduras se ha aumentado
el 100%).
• Aumentar la productividad de “aceite”
paralelamente.
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Agradecimientos
• A todos los asistentes.
• A CETMAR (Julio Maroto).
Diego López Alonso