Chlamydomonas reinhardtii
La edición genómica basada en CRISPR, que permite modificar sus genomas con gran precisión, está revolucionado el campo de la biotecnología de microalgas, abriendo nuevas posibilidades para su optimización y uso, así como para su aplicación en soluciones sostenibles para los desafíos ambientales.
Esta tecnología puede ser utilizada para potenciar las capacidades naturales de las microalgas y crear nuevas cepas diseñadas para aplicaciones específica.
Por ejemplo, CRISPR ha sido utilizado para mejorar la productividad fotosintética de microalgas mediante la eliminación de genes que limitan la captación de luz o el transporte de energía. En especies como Chlamydomonas reinhardtii, la desactivación del gen CpFTSY ha reducido el tamaño de las antenas de clorofila, lo que permite una mayor penetración de la luz en cultivos densos y aumenta la producción de biomasa en condiciones de alta luminosidad. Este enfoque es clave para maximizar el rendimiento en sistemas de cultivo a gran escala.
Otro avance significativo es el incremento de la acumulación de lípidos, esencial para la producción de biocombustibles y alimentos funcionales. Mediante la edición del gen ZEP en Chlamydomonas reinhardtii, los investigadores han logrado un aumento sustancial en la producción de zeaxantina, un compuesto lipídico de alto valor. Asimismo, la regulación a la baja del gen CrPEPC1 ha redirigido el flujo de carbono hacia la biosíntesis de lípidos, aumentando su acumulación en un 94,2% respecto a las cepas silvestres.
La tolerancia al estrés también se ha mejorado mediante CRISPR, optimizando genes asociados a la regulación osmótica y antioxidante. Esto ha permitido desarrollar microalgas capaces de resistir condiciones extremas como altas salinidades y estrés oxidativo, haciéndolas aptas para su cultivo en ambientes adversos, como aguas residuales.
Además, CRISPR permite la modificación de genes que controlan la fijación de carbono, aumentando la eficiencia del ciclo de Calvin y promoviendo un mayor crecimiento de microalgas en sistemas de cultivo cerrados. Esto no solo impulsa la productividad, sino que también contribuye a la captura de carbono atmosférico, beneficiando al medio ambiente.
Por último, la edición genómica ha facilitado la creación de microalgas personalizadas con propiedades metabólicas específicas. Estas cepas producen compuestos de alto valor comercial, como carotenoides y antioxidantes, que tienen aplicaciones en la industria farmacéutica y de alimentos funcionales.
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