En un gran paso hacia la producción sustentable de pigmentos, los científicos han diseñado con éxito el cultivo de semillas oleaginosas Camelina sativa para producir altos niveles de astaxantina (un valioso antioxidante rojo utilizado para dar color al salmón y los camarones de cultivo) utilizando genes derivados de plantas en lugar de vías bacterianas.
Los hallazgos, de un equipo conjunto de investigación de biotecnólogos de Estados Unidos y el Reino Unido dirigido por el profesor Edgar Cahoon, director del Centro de Innovación en Ciencias Vegetales de la Universidad de Nebraska-Lincoln (UNL), podrían ofrecer una alternativa comercialmente viable a la astaxantina sintética , que actualmente se produce a través de una síntesis química costosa o a partir de fuentes naturales limitadas como las algas.
El trabajo se publica en la revista Plant Biotechnology Journal .
La astaxantina pertenece a un grupo de pigmentos rojos conocidos como cetocarotenoides, apreciados no solo por sus propiedades colorantes, sino también por su excepcional capacidad antioxidante. Estos pigmentos no se producen de forma natural en la mayoría de los cultivos, pero al adoptar genes de la flor del lino escarlata (Adonis aestivalis), los investigadores introdujeron una nueva vía de biosíntesis de cetocarotenoides en las semillas de Camelina.
A diferencia de esfuerzos anteriores que utilizaban genes bacterianos, esta vía derivada de plantas resultó más eficiente y limpia. Convirtió casi todo el precursor β-caroteno en cetocarotenoides, de los cuales la astaxantina representó más de un tercio del total, alcanzando aproximadamente 47 microgramos por gramo de semilla.
Es importante destacar que el aceite extraído fue notablemente más resistente a la oxidación, una característica que puede resultar atractiva para la industria alimentaria para usos como oleogeles en productos de origen vegetal.
Fundamentalmente, las plantas modificadas no mostraron retraso en el crecimiento ni signos visibles de estrés en el campo, y los resultados se replicaron a lo largo de múltiples temporadas de crecimiento tanto en los EE. UU. como en el Reino Unido.
«Con la creciente presión para encontrar alternativas naturales y escalables a los aditivos sintéticos, creemos que este enfoque podría allanar el camino para una nueva generación de semillas oleaginosas sostenibles ricas en pigmentos», afirmó el Dr. Richard Haslam, de Rothamsted, uno de los coautores del artículo de investigación.
El profesor Johnathan Napier comentó: «El equipo de Rothamsted se mostró muy satisfecho de formar parte de esta exitosa colaboración, que ha dado como resultado cultivos con características mejoradas. También es fantástico probar nuestras plantas prototipo en condiciones reales de campo».
El profesor Cahoon de la UNL añadió: «La experiencia de primer nivel de Rothamsted en ensayos de campo y lipidómica con camelina transgénica fue fundamental para el éxito de esta investigación. Esperamos colaborar con los investigadores de Rothamsted para comercializar esta tecnología».
Más información: Hyojin Kim et al., Ingeniería metabólica de astaxantina y cetocarotenoides relacionados a partir de semillas oleaginosas mediante una vía derivada de plantas: Del laboratorio al campo y a la aplicación, Plant Biotechnology Journal (2025). DOI: 10.1111/pbi.70148
