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Perspectivas de la Biotecnología
en el mundo
Renato Padrón
Pamela Rivera
Roberto Guzmán
ESTADOS UNIDOS
• Producción de seda de araña en cabras transgénicas
Las perspectivas de un proyecto de esa naturaleza son innumerables:
desde su utilización en suturas y prótesis, debido a que al ser orgánicos
presentan menor rechazo del hospedero, prendas de deporte y tejidos de
protección balística, gracias a su extrema resistencia y ligereza e inclusive,
utilizarse como “materiales de construcción” en los procesos de
nanotecnología ya que se ha comprobado que posee mayor resistencia
que los cables de acero. En Ecuador los proyectos de transgénesis que se
han llevado a cabo han sido utilizando organismos inferiores, en
complejidad, como bacterias y virus, más nunca organismos más
complejos; quizá debido a los altos costos que demandaría una
investigación de esa naturaleza. Sin embargo, es indudable que éste es
uno de los campos en los que nuestro país debería investigar
independientemente del costo asociado, ya que el desarrollo tecnológico
solo puede alcanzarse mediante la inversión adecuada.
• Transformación de aguas residuales de una fábrica de vinos en
hidrógeno usando microbios y electrólisis
Este es un método que podría generar hidrógeno mediante el uso de agua
residual en este caso de una compañía de vinos localizada en OakvilleEstados Unidos. Este método se lo realizaría mediante el uso de bacterias
y energía eléctrica.
Eventualmente lo que se trata de lograr es lograr obtener hidrógeno para
usarlos en algunos vehículos y en sistemas de energía que actualmente
están siendo diseñados para utilizar al hidrógeno como una fuente de
combustibles. USA
• Escherichia coli para producción de biocombustible
Científicos de la UCLA separaron cepas no patógenas de la
bacteria Escherichia coli para ser genéticamente modificadas
para la producción de alcoholes combustibles. Los
compuestos que producen estas bacterias son alcoholes de
cadena más larga que el etanol, el cual, tiene sólo dos átomos
de carbono y el alcohol producido por estas bacterias puede
alcanzar hasta ocho. El combustible derivado de estas
bacterias es 2 a 3 veces más eficiente que el etanol y butanol.
Se trabaja en el metabolismo del amino ácido del E. coli; se
insertan genes a la bacteria que les hace producir moléculas
precursoras de amino ácidos muy largas y se convierten en
alcoholes combustibles de larga cadena.USA
• Etanol a base de algas
La empresa Algenol Biofuels desarrolla en el 2008 una tecnología para
producir etanol a base de algas. Las cepas de algas verdeazuladas
utilizadas, han sido mejoradas genéticamente para que puedan producir
etanol bajo la influencia de la luz del sol a través de la fotosíntesis,
transformando el CO2 y el agua salada en azúcares, y después estimulando
y controlando las enzimas que sintetizan esos azúcares en etanol. Una
ventaja de esta empresa es que no tienen que cultivar las algas para
extraer el etanol, ya que el etanol producido dentro de las algas se
escurrirá desde el interior de cada célula y se evaporará hasta la parte de
la cabeza del biorreactor. USA
• Bacterias Rhodococcus apacus para la producción de biocombustibles
Un grupo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts está
creando bacterias Rhodococcus apacus, para la producción de lípidos,
para producir biodiesel. Esta bacteria puede comer una gran variedad de
azúcares y compuestos tóxicos; por ejemplo es capaz de comer una
mezcla de dos tipos de azúcares glucosa y xilosa al mismo tiempo, a
diferencia de otras que no pueden utilizar dos azúcares a la vez.
La Rhodococcus apacus produce de forma natural un lípido llamado
tricilglicerol, que se puede convertir químicamente en biodiesel. El
proyecto inició en el 2009 pero se cree que en el 2012 esté
completamente desarrollado para ser comercializado. USA
FRANCIA
• El genoma de un hongo abre nuevos caminos para la siguiente
generación de biocombustibles
Se ha observado que el hongo T. reesei en comparación con otros
hongos posee un sistema de secreción de proteínas
excepcionalmente eficiente, a pesar de su baja cantidad de
enzimas, es decir cuando detecta celulosa y hemicelulosa parece
ser la clave de una respuesta rápida. Lo que convierte al T. reesei en
un candidato ideal para la producción de enzimas útiles para la
conversión de materia de biomasa como el tronco del maíz, la paja
de cereales en etanol combustible y productos químicos
industriales que en la actualidad se derivan de recursos no
renovables. FRANCIA
• Escherichia coli secuestrador de metales pesados
En un estudio realizado por científicos de la Universidad del Mediterráneo
en Francia, se aisló un gen producido por la especie Arabidopsis thaliana,
una pequeña planta, que en presencia de metales pesados, genera
compuestos enzimáticos que secuestran iones contaminantes en
compuestos menos tóxicos. Una vez aislado el gen, se lo insertó en el ADN
de la bacteria Escherichia coli, provocando un aumento en la capacidad de
estos microorganismos de secuestrar metales pesados tales como cadmio,
cobre y arsénico principalmente. En la práctica esto se traduce en
procesos de biorremediación más eficientes, rápidos y económicos. Si bien
este gen aislado, y la enzima que genera, no aumenta la resistencia del
microorganismo al contaminante, sí le otorga una mayor taza de secuestro
en la vida media de la bacteria. FRANCIA
CANADA
• Las arañas tienen la capacidad de producir seda a partir de glándulas
especiales ubicadas en su abdomen
Lo increíble del hilo de las arañas es la peculiar mezcla de resistencia y
elasticidad en una fibra ultraligera. Se han hecho numerosos intentos de
producir sintéticamente esta fibra, los cuales no han prosperado por la
dificultad de cultivar arañas debido a su agresivo comportamiento
territorial. Sin embargo, la empresa de biotecnología canadiense Nexia
logró aislar la secuencia de los genes que codifican para la proteína
globular de la tela de araña y la insertó en la porción del genoma que
sintetiza leche en las glándulas mamarias de cabras. Con esto, se logra que
la proteína de la seda se encuentre soluble en la leche dentro de la
glándula, y precipite irreversiblemente en el exterior, creando un hilo de
extrema resistencia a pesar de ser suave y sedoso. CANADA
• Biolixiviacion de minerales uzando microorganismos quimiolitotrofos
La Wheaton River Minerals Ltda empresa canadiense ha desarrollado la
biolixiviaciòn de minerales utilizando microorganismos quimilitótrofos que
obtienen su energía a partir de materiales inorgánicos o minerales tales
como los sulfuros metálicos. Algunos de este microorganismo utilizan el
CO2 del aire como única fuente de carbono. Con el propósito de generar y
obtener minerales mas puros y evitar costos elevados en la obtención de
los mismos.
ESPAÑA
• TRANSFORMACIÓN DE RESIDUOS DE LA ELABORACIÓN DEL QUESO EN
ADITIVOS PARA USO ALIMENTARIO
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
de España han logrado modificar una bacteria Lactobacillus casei para
obtener compuestos químicos a partir del lactosuero, residuo de las
queseras. Dichos compuestos pueden ser utilizados en diversos tipos de
industrias como la alimentaria, farmacéutica y cosmética. El lactosuero es
considerado como un gran contaminante debido a su elevado contenido
de materia orgánica, lo cual provoca una alta contaminación al suelo y al
agua. Lo que se realizo en el CSIC fue modificar genéticamente la bacteria
Lactobacillus casei para que a partir de la lactosa contenida en el suero,
sea capaz de producir diacetilo y acetoína, aditivos que se utilizan en la
industria alimentaria. ESPAÑA
• Fabricación de biopesticidas y bioestimulantes para plantas
El proyecto denominado “CowToPlant” desarrollado por Alquimia
Soluciones Ambientales, tiene como objetivo principal convertir residuos
de la industria cárnica en biopesticidas y bioestimulantes biológicos para
plantas, que puedan sustituir a los utilizados en la actualidad que son
contaminantes. Este proyecto biotecnológico consistirá en la
descomposición mediante un proceso de biohidrólisis, los desechos
animales como: pezuñas, cuernos, pelos y pieles, para convertirlos en
péptidos y otros compuestos. El proyecto está destinado para el año 2012
habiéndose iniciado en el 2009. El proyecto consistirá en el desarrollo de
un prototipo a escala de laboratorio, para demostrar la viabilidad
económica y ambiental. Posterior, se realizará un prototipo industrial con
el fin de tratar la cantidad suficiente de residuos para obtener productos
biopesticidas y bioestimulantes para efectuar ensayos respectivos.
ESPAÑA
CHILE
• Pryecto biochar para mejorar suelos agricolas
La Universidad de Tarapacá de Chile inició en abril del presente año un
proyecto en el que se utilizará desechos agrícolas y biomasa para elaborar
biochar que aumente la fertilidad de suelos salinos y bajos en nutrientes;
cuya fecha de finalización está prevista para el año 2013. Para formar el
biochar se empleará combustión a baja temperatura y con una reducida
proporción de oxígeno, duplicando así la concentración de carbono en el
residuo sólido obtenido con respecto al material original. El material
obtenido se incorpora al suelo como fertilizante, mejorando su estructura,
aumentando la capacidad de retener agua y nutrientes; y eleva ciertas
propiedades químicas que optimizan la fertilidad de los suelos pobres en
materia orgánica, áridos y muy salinos. CHILE
• Megabacterias de mar chileno podrían generar energía
Se han hallado en las costas del norte de Chile (macrobacterias: Biggiatoa
spp. y megabacterias: Thioploca spp.) las cuales se encuentran en terrenos
arcillosos con mucha materia orgánica y muy poco oxígeno. Estas bacterias
en reemplazo del oxígeno utilizan nitrato contenido en el agua y la energía
con la que se alimentan la reciben del ácido sulfúrico que se encuentra en
los terrenos arcillosos. El ácido sulfúrico es producido por algunas
industrias como la pesquera "Sería interesante hacer un detergente para
evitar que la gente se intoxique, por ejemplo, con el gas que despide el
pescado putrefacto", señala el biólogo. CHILE
• Depuración de agua a través de biofiltros
Reactores de lecho fijo con masa microbiana inmovilizada sobre la
superficie de un soporte sólido, que en la mayoría de los casos está
constituido por piedras. Se realiza una transformación biológica de la
materia orgánica mediante la acción de microorganismos.
CUBA
• Biotecnología en petroleras
En cuba la empresa Cubapetroleo esta desarrollando programas de
mejoramiento del crudo, el gas, biogás o derivados del petróleo mediante
la utilización de la biotecnología, específicamente la remoción biológica de
azufre por bacterias; la remoción de metales por enzimas y la
transformación de asfáltenos en crudos más ligeros por acción biológica.
La biorrefinación del petróleo. Las biotecnologías asociadas con la
industria de la refinación del petróleo son: la biodesulfuración microbiana,
la
biodesulfuración
con
la
utilización
de
enzimas,
la
desulfuración/desnitrogenación por adsorbentes poliméricos selectivos, la
biodesnitrogenación, y la biodesintegración del petróleo. CUBA
ALEMANIA
• Depuración de agua mediante contactores biológicos rotatorios (CBR)
Consisten en una serie de discos circulares, generalmente de tipo plástico,
ubicados muy cerca uno de otro. Aproximadamente el 40 % del disco está
sumergido en un estanque que contiene el agua a tratar, de tal manera
que la película de biomasa que crece sobre la superficie de los discos está
alternadamente dentro y fuera del agua mientras el CBR rota. Cuando los
microorganismos están sumergidos en el interior del efluente, absorben la
materia orgánica y cuando están en la superficie consumen el oxígeno que
requieren.
Bibliografia.•
www.scribd.com/Biotecnologia-de-Minerales
•
Sauge-Merle, S., Cuiné, S., Carrier, P., Lecompte-Pradines, C., Luu, D., Peltier, G., 2002, “Enhanced Toxic Metal Accumulation
in Engineered Bacterial Cells Expressing Arabidopsis thaliana Phytochelain Synthase”
•
Iturriaga, G., 2007, El potencial de la biotecnología para el desarrollo de cultivos resistentes a la sequía
http://www.whybiotech.com/mexico.asp?id=2703
•
Sheyla Bonell Rosabal .Petróleo y biotecnología: análisis del estado del arte y tendencias, 2008. Disponible en:
http://bvs.sld.cu/revistas/aci/vol19_1_09/aci03109.htm
•
Lewis, R., Middaugh, C., Karatzas, C. et al. (2004). Spider Silk Proteins. NSF Nanoscale Science and Engineering Grantees
Conference. University of Wyoming.
Kaplan, D., Adams, W., Famler, W. et al. (1994). Silk Polymers: Materials Science and Biotechnology. ACS Symposium Series
544, American Chemical Society, DC.
Ko, F. & Jovicic, J. (2004). Modeling of Mechanical Properties and Structural Design of Spider Web. Biomacromolecules 5,
780-785.
Ko, F., Kawabata, S., Inoue, M. et al. Engineering Properties of Spider Silk. Consultado el 11 de Octubre de 2009. Disponible
online en: http://web.mit.edu/course/3/3.064/www/slides/Ko_spider_silk.pdf
•
Nexia. (2009). BioSteel. Nexia Biotechnologies, 2009. Disponible online en: <http://www.nexiabiotech.com/en/01_tech/01bst.php>
•
ASEMBIO, 2008, Asociación Chilena de Empresas de Biotecnología
http://www.asembio.cl/noticias-09-06-2008.html
•
•
•
http://www.asembio.cl/noticias-04-08-2008.html
http://www.ingenieroambiental.com/4020/avances/solidos(4).
http://www.quimica.es/noticias/es/?ps=Biotecnolog%EDa+ambiental&didsearch=none&dienst=news