Ingeniería metabólica de Dunaliella salina para la producción de compuestos de alto valor agregado aplicables a la industria.

Abstract

"Dunaliella salina es una microalga verde halotolerante la cual, al cultivarse en condiciones de estrés como deficiencia de nutrientes, elevada intensidad luminosa, temperatura y salinidad, acumula una elevada concentración del pigmento -caroteno, así como lípidos y carbohidratos, los cuales tienen aplicación en diversas industrias como la alimenticia, cosmética y energética. En este trabajo se evaluaron dos condiciones de cultivo en la cepa nativa de D. salina CIBA-29: una condición control con suficiencia de nitrógeno (1.6 mM NaNO3), baja intensidad luminosa (150 μmol fotón m-2 s-1) y baja temperatura (25 °C), y una condición de estrés con deficiencia total de nitrógeno, elevada intensidad luminosa (300 μmol fotón m-2 s-1) y alta temperatura (30 °C) y su efecto en el crecimiento, perfil bioquímico y niveles de expresión relativa de genes relacionados con la síntesis de -caroteno (fitoeno sintasa PSY, licopeno -ciclasa LCYb), lípidos (acetil-CoA carboxilasa ACC, acetil-CoA sintetasa ACS) y carbohidratos (glicerol-6-fosfato isomerasa GPI y piruvato quinasa alfa PKa). Los datos fueron tratados estadísticamente mediante un ANOVA bifactorial (p0.05) para evaluar diferencias entre tratamientos. La condición de estrés provocó en la cepa de D. salina CIBA-29 una disminución respecto al control en la concentración celular (3.30±2.98x105 cel mL-1), en los niveles de clorofila a (3.14±0.49 pg cel-1), clorofila b (1.01±0.14 pg cel-1) y violaxantina (0.10±0.01 pg cel-1), en el porcentaje de lípidos totales (11.31±0.20%) y de proteínas totales (12.26±1.48%), sin embargo, indujo un aumento en la concentración de -caroteno (9.70±0.97 pg cel-1), de carbohidratos totales (60.37±1.55%), así como en los ácidos grasos 16:0 (163.46±3.61 mg g-1), 18:1ω9 (131.49±8.37 mg g-1), 18:1ω7 (20.19±0.39 mg g-1) y 18:2ω-6 (85.68±2.1 mg g-1). En cuanto a los niveles de expresión relativa, se presentó un incremento en la condición de estrés respecto al control para los genes PSY, LCYb y ACS, y una disminución en los genes ACC, GPI y PKa. La condición de estrés evaluada provocó en la cepa nativa de D. salina CIBA-29 un aumento en la síntesis de compuestos de valor agregado como -caroteno, carbohidratos y ácidos grasos, lo que muestra el potencial biotecnológico de esta cepa y su posible aplicación industrial. Por último, se evaluó en la cepa de D. salina BEA 0001 una estrategia de producción de biomasa en cultivo con deficiencia de nitrógeno (Ca(NO3)2), elevada intensidad luminosa (400 μmol fotón m-2 s-1) y acetato de sodio (20 mM) como fuente de carbono orgánico obteniendo un aumento en la actividad fotosintética (Fv/Fm), en la absorbancia a 450, 680 y 750 nm y una disminución en el porcentaje de lípidos (7.37±0.76%) y proteínas (17.66±0.66%). Sin embargo, no se observó aumento en la concentración de -caroteno."