Fuentes de energía para la carne sintética: ahora se puede producir proteína muscular en los cloroplastos de las plantas de lechuga y tabaco
Se ha insertado ADN de un componente clave del músculo en los cloroplastos del tabaco y la lechuga mediante una «pistola génica», lo que allana el camino para la producción de carne cultivada a partir de plantas.
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Posiblemente, la decisión personal más eficaz que podemos tomar para reducir nuestra huella medioambiental sea comer menos carne. Esto se debe a que la ganadería requiere destinar valiosas tierras al cultivo de forraje, al tiempo que consume enormes cantidades de agua dulce y contribuye al calentamiento global mediante la emisión de metano y óxido nitroso. Para muchos consumidores, el deseo de evitar el sufrimiento de los animales es, como mínimo, igual de importante. Por estas razones, el mercado mundial de alternativas a la carne tiene actualmente un valor de entre 6.700 y 8.100 millones de euros al año, y se prevé que crezca entre un 8,1 % y un 12,3 % anual durante la próxima década.
Un método habitual para producir «carne sintética» es la ingeniería microbiana, en la que se insertan genes que codifican proteínas animales en el genoma de bacterias o levaduras para su producción en masa en biorreactores. Sin embargo, ahora los científicos han desarrollado una alternativa prometedora como prueba de principio.
«Aquí demostramos que las plantas pueden modificarse genéticamente para producir la proteína animal mioglobina (Mb) en sus cloroplastos, las fábricas de energía de la fotosíntesis. Esto podría suponer una forma más sostenible de producir un ingrediente importante para los productos cárnicos de origen vegetal», afirmó la Dra. Alexia Groff, investigadora del Imperial College de Londres. Los resultados se han publicado en la revista *Frontiers in Plant Science*.
Potenciando las plantas
La mioglobina es un componente importante del corazón y del músculo esquelético de los vertebrados. La mioglobina es rica en hierro, razón por la cual la carne tiene un sabor metálico y umami, mientras que el oxígeno unido a ella le da su color rojo. Groff y sus colegas clonaron en primer lugar los genes de la mioglobina porcina y bovina. A continuación, utilizaron una denominada «pistola génica» para introducir físicamente copias de los genes en los cloroplastos de plántulas de tabaco y lechuga en el laboratorio. Las pruebas confirmaron que algunas plántulas habían integrado posteriormente el gen en el genoma corto y anular de sus cloroplastos. A continuación, las plantas se dejaron crecer hasta la madurez, florecieron y produjeron semillas, y su descendencia heredó el transgén.
A modo de comparación, los autores también insertaron el gen en el genoma nuclear, mucho más grande, de ambas especies vegetales, así como en el cloroplasto del alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii.
«Debido a su origen bacteriano y a su elevado número de copias por célula, los cloroplastos suelen ser mucho más eficaces a la hora de producir grandes cantidades de proteína que el núcleo celular», afirmó Groff. «En este caso, utilizamos el tabaco porque es la mejor planta modelo para desarrollar esta tecnología, y la lechuga porque es un cultivo comestible que, con el tiempo, podría utilizarse para la producción de ingredientes alimentarios».
Las mediciones realizadas mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas mostraron que el rendimiento en mioglobina fue de aproximadamente 800 mg por kilogramo de peso seco de tabaco y de 810 mg por kilogramo de peso seco de lechuga. Este valor fue al menos tres veces superior al rendimiento obtenido en plantas de tabaco con el transgén insertado en el genoma nuclear. La carne real contiene entre 8,1 y 11,2 mg de mioglobina por gramo de peso seco.
«A pesar de ello, el cultivo de plantas es mucho más eficiente en cuanto a recursos que la producción ganadera; por consiguiente, la mioglobina de origen vegetal podría alcanzar rendimientos proteicos por hectárea que rivalicen —o incluso superen— con los de la ganadería, al tiempo que se beneficia de un consumo de agua y unas emisiones de gases de efecto invernadero sustancialmente menores», escribieron los autores.
Sembrando una semilla para la producción futura
¿Cuáles son los próximos pasos antes de que este descubrimiento pueda comercializarse?
«La mioglobina podría extraerse de las hojas y purificarse mediante métodos industriales de purificación de proteínas. Dado que es idéntica a la mioglobina animal, podría añadirse como ingrediente a los productos cárnicos de origen vegetal para mejorar su color, sabor y valor nutricional», explicó Groff.
«Esperamos que la lechuga comestible, modificada para expresar mioglobina, pueda también servir algún día como alimento biofortificado enriquecido con hierro hemo, siempre que se cuente con la aprobación legislativa», añadió la coautora, la Dra. Kyoko Morimoto, directora científica de Kyomei, una startup de biotecnología vegetal con sede en Cambridge que financió parcialmente la investigación.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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