Las cianobacterias apenas necesitan nutrientes y usan la energía de la luz solar. Los bañistas están familiarizados con estos microorganismos, a menudo llamados incorrectamente "algas verdeazuladas", ya que a menudo ocurren en las aguas. Un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de KarlsruheKIT descubrió que la especie multicelular Phormidium lacuna puede modificarse genéticamente por transformación natural y, por lo tanto, podría producir sustancias como el etanol o el hidrógeno.
Durante la transformación, una célula se modifica genéticamente mediante la adición de material genético ADN. Este proceso, que ocurre con frecuencia en la naturaleza, se puede utilizar para introducir ADN específico en una célula y otorgarle una cierta propiedad ". La transformación natural significa queEl ADN es absorbido por las células sin más ayuda ", dice el profesor Tilman Lamparter, profesor del Instituto Botánico - Campo de investigación de botánica general en el KIT. El procedimiento es simple: funciona sin conjugación - la conexión con otra célula -y sin electroperforación, lo que haría que la pared celular sea permeable. Dado que la transformación natural hasta ahora solo ha tenido éxito en las cianobacterias unicelulares, se asumió que era una característica exclusiva de las especies unicelulares. Los hallazgos del grupo de investigación KIT muestran quela competencia para captar ADN extracelular ocurre con más frecuencia en las cianobacterias de lo que se pensaba anteriormente. En la publicación científica en línea PLOS UNO Public Library of Science, informan por primera vez sobre la transferencia de genes para el género Phormidium lacuna y sobre la transformación natural de una cianobacteria filamentosa multicelular.
Contribución a la bioeconomía: reemplazo de recursos fósiles
Para la transformación natural, las células deben estar en un estado fisiológico, conocido como competencia natural, para que la célula receptora pueda transportar activamente el ADN al citoplasma. Los científicos aprovecharon la transformación natural e integraron nueva información genética en el genoma dePhormidium lacuna. Las cianobacterias multicelulares, que obtienen su energía de la luz solar, ofrecen la ventaja de formar una biopelícula y crecer en una alta densidad celular que puede eliminarse rápidamente. Los científicos del KIT aislaron varias cepas de esta especie de crecimiento filamentoso del Mar del Norte yMar Mediterráneo y secuenciado el genoma de una cepa.
La técnica establecida por los investigadores para modificar las cianobacterias multicelulares mediante la introducción de información genética abre una amplia gama de posibilidades para la investigación básica y las posibles aplicaciones. "Con la ayuda de la transformación natural, ya hemos creado numerosos mutantes knockout, es decirlogramos desactivar ciertos genes y así identificamos su función ", dice Lamparter. Una posible aplicación orientada hacia el futuro sería sintetizar etanol, hidrógeno o lactato, así como otros bioproductos en las células y contribuir así a la bioeconomía y ael cambio de una economía basada en el petróleo a una economía de mercado basada en recursos sostenibles. "Nuestra visión es utilizar esta tecnología para reemplazar los recursos fósiles", dice el biólogo.
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Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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