Adelantos y perspectivas biotecnológicos






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ADELANTOS Y PERSPECTIVAS BIOTECNOLÓGICOS

AVANCES

  1. La acrilamida es un monómero empleado en la síntesis de poliacrilamidas. Se ha demostrado que la acrilamida  es neurotóxica en humanos y animales de experimentación, y también induce a la formación de tumores en animales, por lo que ha sido clasificado como posible carcinógeno para humanos. Una empresa danesa ha investigado el proceso de formación de acrilamida en alimentos y ha diseñado y lanzado Acrylaway, una asparaginasa comercial de uso alimentario que reduce los niveles de acrilamida hasta en un 90%. En productos como patatas fritas, galletas o snacks. La enzima actúa transformando el aminoácido libre asparagina en ácido aspártico, presente en los alimentos de manera natural. Los posteriores análisis, tanto instrumentales como sensoriales del producto frente al tratado revelan que no varía ni su aspecto, ni su sabor ni aroma, manteniéndose sus propiedades organolépticas y nutricionales originales.



  1. Hoy en día 800 millones de personas pasan hambre. Y la población mundial sigue creciendo, anualmente alrededor de 100 millones de personas. El 95% de ellos viven en el tercer mundo. Necesitan más alimentos, energía y materias primas. Pero la tierra cultivable se reduce un 1-2% anualmente. Uno de los principales problemas es la sequía en cultivos como el maíz (con perdidas de un 33% anual). Científicos de Monsanto Company y BASF revelaron que el gen cspB, proveniente de Bacillus subtilis, puede contribuir a que las plantas de maíz toleren las condiciones de sequía y estabilicen sus rendimientos en períodos de escaso suministro de agua. El gen codifica para una proteína, moléculas presentes en la naturaleza, para facilitarles y proteger sus funciones.



  1. Siendo el arroz el segundo cereal de importancia en el mundo, con una producción de 387 millones de toneladas/año y un consumo medio en la región subtropical entre 30 y 60 kg/hab por año. Los fertilizantes más ampliamente usados en los países subdesarrollados son los nitrogenados (especialmente urea) y los fosforados; con el inconveniente que éstos se pierden fácilmente por volatilización o lavado, desgastan el suelo haciéndolo menos productivo a través de los años, alteran la calidad del producto, contamina el ambiente y generan problemas de salud a los manipuladores. El objetivo del trabajo analizado fue evaluar diferentes formulaciones de prototipos de un biofertilizante que permita que los productos tengan una mejor estabilidad en almacenamiento y mantengan la actividad al ser aplicados en los cultivos; siendo uno de los ingredientes mas importantes la bacteria Azotobacter sp cuyo principal papel es fijar nitrógeno. Se utilizaron otras sustancias como coadyuvantes, agentes de suspensión, de manera que se pueda aumentar la efectividad del formulado a través del mejoramiento nutritivo de las plantas. Para demostrar la efectividad de las formulaciones, se realizaron los ensayos en cultivos de arroz, en el norte del Tolima, Colombia; en donde se estableció parámetros de comparación en el ciclo de cultivo con buenos resultados, estableciendo una solución efectiva a los problemas mencionados.




  1. La leche es uno de los alimentos primordiales en la alimentación del mundo por sus innumerables beneficios principalmente como aporte de calcio para el fortalecimiento y protección de huesos y dientes, es también un producto de gran consumo por parte de todos los grupos sociales. Científicos argentinos han descubrieron la forma de reducir el contenido de colesterol de la leche, y convertirlo en una sustancia benéfica para la salud, la provitamina D3, la que es transformada por el organismo en vitamina D. Esto se ha logrado gracias a un microorganismo denominado tetrahymena, el que tiene dos enzimas, la llamada Delta-7 desaturasa, y la acil-transferasa que transforman el colesterol encontrado en pro vitamina D y ésteres de colesterol respectivamente.


PERSPECTIVAS

  1. Acrylaway se ha convertido en el primer producto de asparaginasa en ser evaluado internacionalmente y en recibir, el pasado mes de junio, una evaluación positiva en una reunión del comité experto de FAO/OMS. Pruebas independientes muestran que Acrylaway reduce efectivamente los niveles de acrilamida entre un 50% a 90% en una amplia gama de alimentos como galletas, galletas saladas, pan crujiente y tentempiés.

  2. Dentro de los próximos años, el calentamiento global aumentará las sequías en el mundo, por lo que, el maíz tolerante a la sequía será otra herramienta con la cual se podrá ayudar a los agricultores aumentar el rendimiento de los cultivos y la producción de alimentos a nivel mundial. Las expectativas por parte de los investigadores de esta implantación repercutirían principalmente en disminuir la hambruna en un 15% y ayudar en la economía de los agricultores. En términos de dólares estimados, el uso de maíz tolerante a las sequías, en el mundo puede generar hasta 10 billones de dólares en beneficios en un año.

  3. La producción de arroz crece en un 3% al año, debido especialmente al crecimiento mundial, siendo el uso potencial de este fertilizante en el arroz o en hortalizas y vegetales una alternativa, no solo para obtener beneficios económicos en el cultivo sino para permitir que se maneje una agricultura ambientalmente más sana y productiva, en países en vías de desarrollo como Colombia y Ecuador donde ya existe alguna investigación sobre el tema (ESPOL-Cultivo de arroz en Daule).



  1. Este innovador procedimiento ya ha sido patentado en la Argentina, los Estados Unidos y la Comunidad Europea, próximamente se espera la aprobación de autoridades regulatorias nacionales e internacionales como la FDA. Aunque no hay disponibilidad en el mercado de un alimento que incluya la metodología desarrollada, hay tratos con inversionistas privados para trasladar la metodología a una escala industrial. Se espera que este procedimiento no solo sea aplicado en leche y huevos, sino a cualquier alimento fluido que contenga colesterol, creando alimentos que beneficien al consumidor sin pérdida de su valor nutritivo y sin cambios en el sabor, textura ni olor.


biotecnolocachas,
Avances y Perspectivas de la Biotecnología Ambiental
Christian Endara

Daniel Salazar

Roberto Guzmán

Esteban Carpio
Avances de la Biotecnología Ambiental
La biolixiviación suele hacerse regando “pilas” (acumulaciones de mineral previamente triturado) con soluciones de ácido sulfúrico. Las bacterias existentes en los minerales liberan al metal del mineral que finalmente es recuperado a partir de las soluciones que emergen de la parte inferior de la pila. El cobre es el metal que se recupera en mayor medida por esta metodología, pero además se utiliza para extraer cobalto, níquel, cinc, entre muchos otros.
Cómo actúan las bacterias mineras
Las bacterias mineras logran hacer solubles los minerales. Los microorganismos realizan esta tarea como parte de sus procesos metabólicos, simplemente alimentándose de los minerales (son quimiolitoautotróficas o quimioautótrofos).
Durante el proceso, las bacterias “comen” electrones, los cuales son extraídos de los minerales. Estos electrones forman una especie de batería dentro de la bacteria, creando una diferencia de potencial que genera energía, al igual que en una pila. Esta energía es almacenada para luego utilizarla en los distintos procesos metabólicos. Además, estos microorganismos necesitan carbono, pero lo obtienen del aire en forma de CO2, no de los hidratos de carbono.
La primera bacteria identificada capaz de lixiviar fue Acidithiobacillus ferrooxidans. Fue en 1947 cuando se descubrió que era la responsable del gran deterioro que sufrían los equipos metálicos en las instalaciones de una mina española, debido a su gran capacidad de oxidación de las aguas. Diez años más tarde se encontró la misma bacteria en drenajes ácidos de minas de carbón a cielo abierto.
Los beneficios que pueden entregar estos microorganismos han impulsado un importante desarrollo investigativo en el área, el cual ya ha dado importantes resultados, como cuando el año 2004 se descubrió una nueva bacteria capaz de bioxidar azufre y hierro, lo cual se produjo en el marco del proyecto de biolixiviación que lleva a cabo BioSigma S.A., asociación de Codelco (66,66%) y la empresa japonesa Nipon Minning & Metals Co. Ltd. (33,33%).
Junto con descubrir la nueva bacteria y registrarla para obtener la patente respectiva, se trabajó en el secuenciamiento de su genoma, identificando cerca del 95% de su material genético, incluyendo los genes responsables de acelerar el proceso de biolixiviación, en especial el que se refiere a la disolución de la calcopirita, que es la especie mineralógica mayoritaria en los recursos de cobre primario.
BioSigma es una entidad dedicada al desarrollo de biotecnologías comercialmente aplicables a la minería, especialmente a los procesos relacionados con el procesamiento de recursos mineros de cobre, cuya explotación mediante los sistemas tradicionales no sea económicamente viable.
Otro organismo que posee un amplio conocimiento sobre estas bacterias es la Alliance Copper Limited, ACL, una sociedad constituida en partes iguales por Codelco y BHP Billiton, y que es pionera en la biolixiviación de concentrados de cobre en tanques agitados, una técnica que se concretizó a nivel industrial en mayo de 2002, cuando se inició la construcción de la primera planta prototipo comercial. Esta instalación contaba con una capacidad aproximada de veinte mil toneladas de cobre fino al año, con una inversión de 60 millones de dólares y a noviembre de 2003, la planta inició el envío de soluciones enriquecidas a través de una cañería de once kilómetros a los pozos de la planta de óxidos de Chuquicamata. Se espera construir a fines del año 2006 una planta escala industrial, la cual entraría en operaciones durante los primeros meses del 2008.
Junto a la labor científica que realizan estas entidades, también destaca la labor que desarrollan los centros de estudios, como por ejemplo la Universidad Católica del Norte, que este año obtuvo 317 millones de pesos de parte del Fondef con el objetivo de realizar una investigación en base a la Biolixiviación de minerales sulfurados de cobre, trabajo que desarrollará la académica del Departamento de Química del Departamento de Química, Cecilia Demergasso.
Perspectivas de la Biotecnología Ambiental
La escasez de agua se perfila como uno de los más graves problemas que va a enfrentar la humanidad en este siglo y que pondrá en riesgo no sólo la posibilidad de seguir habitando en ciertas zonas del planeta sino también la estabilidad social y política de los países. El cambio climático ha acarreado cambios en el régimen de lluvias provocando la falta de suficiente precipitación pluvial en muchas regiones (Iturriaga, 2007).
Sin duda, el factor que siempre ha sido más limitante para la agricultura es la disponibilidad de agua, por lo que buscar cultivos resistentes a la sequía siempre ha estado en la mente de agricultores, agrónomos e investigadores. No obstante, todos los esfuerzos han dado pocos resultados y ninguno en los cultivos más importantes como son el maíz, el arroz y el trigo. Es a finales de la década de los ochentas que en varios laboratorios del mundo se publican los primeros reportes de genes que se inducen durante la formación de la semilla y que juegan un papel en la tolerancia a la deshidratación de éstas (Iturriaga, 2007).
Por otro lado, existen diversas especies vegetales que tienen una gran resistencia a la sequía, entre las que se encuentran las cactáceas, los agaves y las plantas de "resurrección". Las dos primeras clases representan a especies que se han "acorazado" para no perder el agua y se mantienen vivas por su capacidad de almacenar el precioso líquido. Sin embargo, la manipulación de estas características en otras especies vegetales, conlleva el aislar y transferir probablemente un número significativo de genes. Además, convertir al maíz, por ejemplo, en algo parecido a una cactácea, sería económicamente poco redituable ya que se perderían otras características, que tanto el agricultor como los consumidores deseamos mantener, como son la calidad del grano y la productividad del cultivo. El otro grupo de plantas resistentes a la sequía llamadas de "resurreccción", son de gran interés debido a su capacidad de sobrevivir completamente deshidratadas durante años y reverdecer en cuanto vuelven a estar en contacto con el agua (Iturriaga, 2007).
Se ha estado trabajando en dilucidar las bases moleculares y bioquímicas de este fenómeno utilizando las especies Craterostigma plantagineum de origen africano y Selaginella lepidophylla, autóctona de México. De estas plantas se han aislado diversos genes que confieren tolerancia a la sequía y salinidad cuando son expresados en microorganismos como la levadura, o bien en plantas modelo como Arabidopsis thaliana. La ventaja de estos genes es que no alteran las propiedades básicas de la planta (Iturriaga, 2007).
Con este trabajo y otros similares en algunos laboratorios del mundo, se abre la posibilidad real de convertir a los cultivos importantes en plantas resistentes a la sequía. Sin embargo, esto no debe malentenderse ya que sin agua no hay germinación ni crecimiento de ninguna planta. Lo que estas plantas mejoradas con las herramientas de la biotecnología sí aportarían, es una resistencia a la sequía en ciertos períodos de escasez de agua, como la canícula que es una sequía que interrumpe la estación de lluvias. Además, potencialmente estas plantas resistentes usan menos agua. Un ahorro, digamos de cinco o diez porciento en el riego, sería de gran impacto en la economía del agua (Iturriaga, 2007).
Nos pareció bastante interesante proponer esta perspectiva relacionándola con la Biotecnología Ambiental, ya que si bien está más enfocada a aplicaciones dentro de la industria agrícola, a la vez genera un gran beneficio ambiental que es la necesidad de menos cantidad de agua para el mantenimiento de los cultivos, y que podría ser aplicada no solamente en zonas desérticas que es el enfoque del artículo, sino en varios tipos de cultivos para lograr así una disminución considerable del uso de este recurso.
CIMM Innovacion, 2005, Biolixiviación: La Nueva Minería

http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/mineria/metalurgia/008.pdf
Iturriaga, G., 2007, El potencial de la biotecnología para el desarrollo de cultivos resistentes a la sequía

http://www.whybiotech.com/mexico.asp?id=2703
biotecnologia-9,

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
MICORBIOLOGÍA INDUSTRIAL




OBJETIVOS:

  1. Conocer la importancia de la biotecnología por sus adelantos y las perspectivas que tiene a nivel mundial.

  2. Conocer la brecha entre adelantos que existe entre países desarrollados y en vías de desarrollos en el desarrollo de la biotecnología.


PERSPECTIVA PAÍSES DESARROLLOS


Evaluación del riesgo de Agentes de color en alimentos sobre daños de ADN utilizando marcadores RAPD

Mediante bioindicadores como las plantas de haba se pretende determinar el efecto genotóxico de los colorantes sintéticos utilizados en la industria de alimentos, mediante el RAPD (ADN polimórfico amplificado al azar) estableciendo el potencial efecto genotóxico y evaluar los riesgos para la salud como afectación a los riñones, producción de alergias, problemas gastrointestinal y de cáncer. Teniendo como finalidad proteger la seguridad alimentaria e innovar los aditivos alimentarios.
Estos países defienden el uso controlado y regulado de los organismos modificados genéticamente, basándose fundamentalmente en razones medio ambientales y económicas. Se trata de innovar lo más posible en este ámbito.
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