INVESTIGADORES MODIFICAN GENÉTICAMENTE ÁRBOLES PARA HACER MAS FÁCIL LA PRODUCCIÓN DE PAPEL ENTRE OTROS BENEFICIOS

Investigadores han manipulado genéticamente árboles que serán más fáciles de descomponer para producir papel y biocombustible, un avance que supondrá el uso de menos productos químicos, menos energía y creación de menos contaminantes ambientales.

Uno de los mayores impedimentos para la industria de la  pulpa y el papel, así como la industria emergente de los biocombustibles es un polímero que se encuentra en la madera conocida como la lignina. La lignina constituye una parte sustancial de la pared celular de la mayoría de las plantas y es un impedimento para el procesamiento de la pulpa, del papel y de biocombustibles. Actualmente la lignina debe ser removida, un proceso que requiere significativamente de productos químicos y de energía, además de producir residuos indeseables.

Los investigadores utilizaron la ingeniería genética para modificar la lignina y hacerla más fácil de romper sin afectar negativamente a la fuerza del árbol. Shawn Mansfield, profesor de Ciencias de la Madera de la Universidad de Columbia Británica indica que están modificando los árboles para que sean procesados ​​con menor energía y menos productos químicos , y en última instancia recuperar más carbohidratos de la madera que en la actualidad.

Los investigadores habían intentado previamente hacer frente a este problema mediante la reducción de la cantidad de lignina en los árboles por supresión de genes, que a menudo resultó en árboles con retraso en el crecimiento o eran susceptibles al viento, la nieve, a las plagas y patógenos.

La estructura de la lignina naturalmente contiene enlaces éter que son difíciles de degradar. Los científicos utilizaron la ingeniería genética para introducir enlaces éster en la cadena principal de la lignina los cuales son más fáciles de descomponer químicamente.

La nueva técnica permite que la lignina pueda ser recuperada más eficazmente y usada en otras aplicaciones, tales como adhesivos, fibras de carbono y aditivos para pinturas.

La estrategia de modificación genética empleada en este estudio también podría utilizarse en otras plantas como los pastos los cuales podrían ser utilizados como un nuevo tipo de combustible que reemplace al petróleo.

La modificación genética de este tipo es un tema polémico, pero hay maneras de asegurar que los genes en cuestión no se diseminen al bosque. Estas técnicas incluyen cultivos bajo control lejos de bosques nativos, así la polinización cruzada no sea posible; introducción de genes para hacer solo árboles masculinos o femeninos o en su defecto, plantas estériles; y talar los árboles antes de que alcancen la madurez reproductiva.

En el futuro, los árboles modificados genéticamente podrían ser plantados como un cultivo agrícola, y no en los bosques nativos. El álamo es un cultivo con potencial energético para la industria de los biocombustibles debido a que el árbol crece rápidamente y en tierras agrícolas marginales. 

Por ultimo, Mansfield opina que nuestra sociedad es dependiente del petróleo  pues confiamos en el mismo recurso para todo, desde teléfonos inteligentes a la gasolina. Se tiene que diversificar y aliviar la presión de los combustibles fósiles. Árboles y plantas tienen un enorme potencial para contribuir carbono a nuestra sociedad.

DESCUBREN UNA PROTEÍNA QUE PERMITE AUMENTAR LA COSECHA DE TOMATE EN CONDICIONES DE LABORATORIO

Investigadores argentinos y brasileros descubrieron una proteína que permite duplicar el índice de cosecha en plantas de tomate en condiciones de laboratorio mediante la producción de frutos más pesados y en mayor cantidad.

Se trata del producto de un gen que regula el envío de azúcares desde las hojas a los frutos. Así, el descubrimiento de la función de la proteína SPA (Sugar Partition Affecting) abre las puertas al desarrollo de nuevas estrategias para el aumento de la producción de alimentos, señaló la autora principal del trabajo, Luisa Bermúdez.

Por su parte, el investigador adjunto del CONICET (Argentina) y jefe del grupo de genómica estructural y funcional de especies de Solanáceas del Instituto de Biotecnología del INTA Castelar, Fernando Carrari, agregó que este descubrimiento es un aporte modesto al entendimiento de la funcionalidad del genoma de esta especie ya que se trata de entender el rol de un solo gen que, en términos agronómicos, pareciera tener una función importante ya que modifica parámetros productivos.

Al silenciar el gen, la eficiencia en la exportación de azúcares desde las hojas hacia los frutos se duplica ya que, al utilizar los mismos recursos por hectárea (fertilizantes, agroquímicos, riego, etc.), su rendimiento aumenta considerablemente.

Según explicó la investigadora del CONICET que se desempeña en el INTA Castelar, luego de la fotosíntesis, la cantidad de sacarosa que llega a los frutos es regulada, entre otros mecanismos, por complejos proteicos en los cuales participa la SPA y, si bien hay muchos otros factores que afectan este transporte, lo que se vio es que cuando se altera los niveles de esta proteína en tomate, ese pasaje se ve afectado.

De esta manera, cuando los investigadores lo silenciaron se dieron cuenta de que se desarrollaban mayor cantidad de frutos que en las plantas donde estaba expresado.

Esta funcionalidad, o falta de ella, podría ser de gran utilidad para los productores que buscan incrementar cada vez más la eficiencia de los cultivos mediante distintas estrategias relacionadas con el manejo del suelo, la utilización de agroquímicos y las mejoras genéticas.

Bermúdez destacó que estas actividades, al margen de aumentar la producción, alcanzan un punto en el que la cantidad de insumos deja de ser limitante ya que genéticamente estas plantas están programadas para producir una determinada cantidad de frutos.

Por ello, el análisis funcional de los genomas, en combinación con estrategias de ingeniería genética, buscan identificar factores clave relacionados con la calidad y el rendimiento, con el fin de mejorar las especies que se cultivan actualmente a partir de la alteración de genes que ya se encuentran presentes en esa especie, por lo que no son consideradas transgénicas.

En este sentido, sólo en el tomate se conocen hasta hoy cerca de 130 genes candidatos que se encuentran asociados con caracteres de interés agronómico y el equipo de trabajo argentino-brasilero se concentró en los que estaban más relacionados con una mayor productividad y mejor calidad nutricional.

Pero también descubrieron que el gen que produce la proteína SPA estaba relacionado con otros procesos que determinan cuánto carbono fijado por la planta se exporta a los frutos y cuánto es utilizado en los tejidos fotosintéticos.

Actualmente, los equipos argentino y brasilero trabajan en la generación de una patente que les permita probar la existencia y eficacia de esta proteína en ensayos a campo. En este sentido, Bermúdez manifestó que lo esperable es que en esas condiciones las plantas se comporten de la misma manera que lo hicieron en las pruebas de laboratorio ya que la función de la proteína no parece estar directamente relacionada con factores abióticos.

Por último, la investigadora aclaró que, si bien aún no se han realizado pruebas organolépticas sobre los frutos, se observó que algunos contenidos de azúcares se modificaron en los frutos, por lo cual esto podría redundar, a su vez, en tomates con gusto diferencial. 

DESCUBREN EN LA ANTÁRTIDA UNA BACTERIA CAPAZ DE INHIBIR LA TOXICIDAD DE UN METAL CONTAMINANTE

Bacterias aisladas en suelos de la Antártida son capaces de reducir casi en un 100% la presencia de la forma química de un tipo de metal que afecta algunos ecosistemas. El hallazgo, realizado por investigadores de Argentina y de Malasia, sienta las bases para el desarrollo de procesos de saneamiento de ambientes afectados por la actividad humana.

Los científicos hallaron que bacterias de la cepa Pseudomonas DRY1 inhibieron en un 95% el efecto contaminante del molibdato, un metal proveniente de la industria siderúrgica y asociado a otras actividades humanas como la minería, diversos procesos de catálisis industriales y a la inhibición de los procesos de corrosión, indicó el doctor Walter Mac Cormack, director del Departamento de Microbiología Ambiental y Ecofisiología del Instituto Antártico Argentino (IAA) y uno de los autores principales del estudio.

Las bacterias DRY1 fueron aisladas de suelo en el área de la base científica Carlini, en la Isla 25 de Mayo del archipiélago antártico de las Shetlands del Sur. Por eso, pueden crecer y actuar en condiciones extremas, como mínimas invernales de 22ºC bajo cero y máximas estivales que excepcionalmente alcanzan los 10ºC.

Mac Cormack explicó que además de la temperatura, estos suelos son extremos porque poseen muy bajos niveles de nutrientes, son muy secos y están altamente irradiados por rayos ultravioletas.La bacteria estudiada incorpora el molibdato y modifica su estado con una serie de enzimas reductasas.

Mac Cormack señaló que si se debe trabajar sobre aguas contaminadas, se pueden construir reactores con esa cepa bacteriana inmovilizada de modo que el agua fluya a través de esa matriz como una red. En el caso de la limpieza de suelos, existen otras alternativas que varían de acuerdo al tipo de contaminante, el mecanismo de acción de los microorganismos y las condiciones ambientales requeridas.

DESARROLLAN PAPATAS MODIFICADAS GENÉTICAMENTE RESISTENTES AL HONGO PHYTOPHTHORA INFESTANS

Científicos británicos han desarrollado unas patatas modificadas genéticamente que son resistentes a la plaga del hongo Phytophthora infestans, que se considera la mayor amenaza para el tubérculo. Este logro, que ha requerido tres años de estudio, necesita ahora la aprobación de la UE para que se pueda comercializar.

La Phytophthora infestans ha afectado a los agricultores a lo largo de generaciones y fue la responsable de la hambruna irlandesa de la década de 1840. Según explican los expertos, las patatas son especialmente vulnerables a este hongo, que aparece en zonas de gran humedad. La velocidad con la que esta infección se afianza y el impacto que causa son devastadores y pueden llegar a afectar a seis millones de toneladas de las patatas producidas en Reino Unido en un año.

Ante estas cifras, los investigadores del Centro John Innes y el Laboratorio Sainsbury comenzaron a buscar una solución agregando un gen a las patatas, de un pariente silvestre de América del Sur. A su juicio, el uso de técnicas para agregar genes extra fue crucial en el desarrollo de una planta resistente a la plaga.

Jonathan Jones, autor principal del estudio, señala que la cría de parientes silvestres es laboriosa y lenta, y para cuando un gen se introdujo con éxito en una variedad cultivada ya puede haber desarrollado la capacidad para superar la plaga.

En 2012, el tercer año de la prueba, todas las patatas no modificadas genéticamente se infectaron con el tizón tardío de agosto, mientras que los vegetales modificados permanecieron totalmente resistentes al final del experimento. Hubo también una diferencia en el rendimiento, con la nueva variedad se produjo el doble de cantidad de tubérculos.

Lo que los autores del trabajo no pueden comentar es el sabor de estas patatas, ya que se les prohibió comer la variedad transgénica. Sin embargo, aseguran que los nuevos genes no tienen por qué afectar al sabor.

Jones concluye que el balance será a favor de los agricultores. Puede que tengan que pagar más por la semilla, pero van a ahorrar en fungicida.

DESCUBREN UNA BACTERIA QUE RESPIRA TOXINAS CON POTENCIAL APLICABILIDAD EN LA INDUSTRIA Y EN EL CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE

Enterradas profundamente en el lodo a lo largo de las orillas de un lago de agua salada cerca del Parque Nacional de Yosemite se encuentran colonias de bacterias con una propiedad inusual: respiran un metal tóxico para sobrevivir. Investigadores de la Universidad de Georgia descubrieron la bacteria en una reciente expedición al Lago Mono, en California, y sus experimentos con este organismo inusual demuestran que un día pueda convertirse en una herramienta útil para la industria y la protección del medio ambiente.

Las bacterias utilizan elementos que son notoriamente tóxicos para los humanos, tales como el antimonio y el arsénico, en lugar de oxígeno, una habilidad que les permite sobrevivir enterrados en el lodo de aguas termales en esta única cuenca salina.

Chris Abin, autor de un artículo que describe la investigación afirma que esta bacteria está particularmente encariñada con el arsénico, pero también utiliza otros elementos relacionados, ademá puede ser posible aprovechar estas habilidades naturales para hacer productos útiles a partir de diferentes elementos.

El antimonio es un metal ampliamente utilizado por numerosas industrias para fabricar plásticos, caucho vulcanizado, retardantes de llama y una serie de componentes electrónicos, incluyendo las celdas solares y LEDs. Para hacer estos productos, el antimonio debe ser convertido en trióxido de antimonio, y esta bacteria es capaz de producir dos tipos muy puros de  trióxido de antimonio cristalino perfectamente adecuado para la industria.

Los métodos químicos tradicionales utilizados para convertir mineral de antimonio en trióxido de antimonio pueden ser costosos, consume mucho tiempo y a menudo crean subproductos nocivos. Pero las bacterias descubiertas por los investigadores de UGA hacen trióxido de antimonio naturalmente como consecuencia de la respiración, creando un producto industrial útil sin crear subproductos nocivos o que requieren legiones de equipos especializados.

James Hollibaugh, principal investigador del proyecto indica que los cristales de trióxido de antimonio producidos por esta bacteria son muy superiores a aquellos actualmente producidos usando métodos químicos, pues ellos probaron sus cristales junto a los productos disponibles en el mercado, y los suyos son de calidad idéntica o superior.

Los investigadores creen que las industrias podrían mantener grandes cultivos de sus bacterias en simples tanques de almacenamiento, alimentarlo con antimonio oxidado y recoger los cristales de trióxido de antimonio. Después de recoger los cristales, los fabricantes sólo necesitarían alimentar más antimonio oxidado en los tanques para mantener el proceso predominantemente autosustentable en marcha.
Pero la utilidad de las bacterias no se limita a la refinación de antimonio. Posee un número de diferentes enzimas que les permiten utilizar otros elementos peligrosos que se acumulan en las aguas residuales cerca de minas o refinerías y constituyen una seria amenaza para los seres humanos y los animales. Por ejemplo, las bacterias son capaces de reducir otros contaminantes, incluyendo el selenio y el telurio. Las pruebas preliminares sugieren que las bacterias podrían utilizarse para eliminar estos contaminantes de las aguas residuales y proteger los ecosistemas circundantes. 
Según Hollibaugh, estas bacterias pueden ser utilizadas en una de dos maneras. Las bacterias podrían utilizarse simplemente para limpiar el agua, pero también podrían ayudar a los seres humanos a recuperar y reciclar los elementos valiosos del agua.De esta manera, el agua se mantiene limpia y la industria no pierde un recurso valioso.
Tanto Abin como Hollibaugh advierten que más investigación debe hacerse antes de que cualquiera de estas aplicaciones estén listas para implementarse. La UGA ha solicitado patentes para proteger estos procesos únicos, así como para la propia bacteria, y actualmente están probando la eficacia de las bacterias en diferentes ambientes y condiciones para descubrir cómo las bacterias reaccionan cuando son expuestos a una variedad de metales en forma simultánea. 
Gennaro Gama, gerente senior de licencias de tecnología en la UGA cree que esta tecnología representa una solución viable para muchos tipos de contaminación ambiental, pero también es útil para la producción de materias primas importantes, como el trióxido de antimonio, selenio y teluro elemental.