Los investigadores han descubierto un nuevo mecanismo de biosíntesis de aceite y han encontrado una manera de diseñar genéticamente un tipo de planta de prueba para producir de manera más eficiente diferentes tipos de aceite de semilla que de otro modo no produciría.
por la Universidad Estatal de Washington
Si bien la ingeniería es una prueba de concepto, este descubrimiento podría conducir a una mejor producción de aceites valiosos utilizados en alimentos y en una variedad de industrias. El estudio , dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Washington, fue publicado en la revista Nature Communications .
«Los científicos han estado trabajando en la producción de nuevas composiciones de aceite de semillas durante décadas, pero la mayoría de las veces sólo se obtienen pequeñas cantidades del aceite deseado», dijo Phil Bates, profesor de WSU y autor principal del estudio.
Bates y sus coautores descubrieron que Physaria fenderi, una planta relacionada con la canola, puede cambiar naturalmente la composición de ácidos grasos en su aceite de semilla una vez que ya está elaborado, algo que nadie sabía que podía hacer cualquier planta. Descubrieron el mecanismo genético que utiliza Physaria para realizar esos cambios y luego modificaron genéticamente una planta relacionada llamada Arabidopsis para realizar los mismos cambios en los ácidos grasos.
La Arabidopsis modificada superó los obstáculos metabólicos y produjo cantidades significativas de un aceite similar al aceite de ricino que no se produce de forma natural.
Los aceites vegetales se utilizan en las industrias alimentaria, farmacéutica, cosmética, industrial, química y de biocombustibles. El valor de los aceites vegetales proviene de su composición de ácidos grasos. Alrededor del 90% del petróleo es valioso para usos industriales en cultivos como el ricino, dijo Bates.
Pero si los genes deseables para producir aceite se transfieren a otra planta, la industria sólo podrá utilizar pequeñas cantidades del aceite producido. El mecanismo recientemente descubierto de biosíntesis de petróleo muestra una manera de aumentar esa producción.
«Siempre hemos pensado que cuando las plantas acumulan aceite durante el desarrollo de las semillas, ese es el producto final», dijo Bates, miembro de la facultad del Instituto de Química Biológica de WSU. «Pero descubrimos que Physaria, después de producir aceite, elimina algunos de los ácidos grasos del aceite y los reemplaza por otros».
Esos aceites podrían reemplazar la dependencia de cultivos peligrosos, como el ricino. Las plantas de ricino están prohibidas en Estados Unidos porque también producen ricina, un veneno peligroso. El aceite de ricino es valioso como lubricante industrial, pero caro porque sólo unos pocos países pueden cultivar estas plantas, ya sea legal o ambientalmente.
«Podemos utilizar este nuevo proceso biosintético como herramienta para cambiar la composición del petróleo», dijo Bates. «Estamos en el punto de partida para incorporar esto a las plantas de cultivo. Con el tiempo queremos producir ácidos grasos saludables más allá de los usos industriales».
Bates y sus colegas también están analizando otras plantas para ver si realizan una remodelación similar de los aceites después de la producción.
«No hemos identificado a ningún otro todavía, pero nunca hemos buscado antes», dijo Bates. «Este es un nuevo descubrimiento que nadie sabía que las plantas podían hacer. Queremos ver si las plantas de cultivo comunes, como la canola, también pueden realizar esta remodelación».
Otros usos potenciales de este proceso incluyen alimentos para las personas y biocombustibles, especialmente combustible de aviación.
El proyecto fue una colaboración entre el laboratorio Bates y el laboratorio Smertenko, ambos en el Instituto de Química Biológica de WSU, así como dos laboratorios del Departamento de Agricultura de EE. UU.
Más información: Prasad Parchuri et al, Identificación del mecanismo de remodelación de triacilglicerol para sintetizar aceites que contienen ácidos grasos inusuales, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47995-x
