Una investigación del Imperial College London ha demostrado que es posible generar mioglobina, una proteína clave de la carne, dentro de los cloroplastos de plantas como la lechuga y el tabaco. Este descubrimiento abre una ruta innovadora para fabricar ingredientes destinados a la carne de origen vegetal, reduciendo significativamente el uso de tierra, agua y las emisiones contaminantes en comparación con la ganadería tradicional. Según informó el portal científico Phys.org, este mercado mueve actualmente entre 6.700 millones y 8.100 millones de euros anuales.
El sector de las alternativas cárnicas experimentaría un crecimiento anual de entre 8,1% y 12,3% durante la próxima década. Este impulso, de acuerdo con el portal, se debe a tres factores principales: el elevado costo ambiental de la cría de ganado, las emisiones de metano y óxido nitroso, y la creciente inquietud de los consumidores por el bienestar animal.
Este trabajo, publicado en la revista Frontiers in Plant Science, se presenta como una prueba de concepto frente a uno de los métodos más habituales para elaborar carne sintética o análogos cárnicos: la ingeniería microbiana, que consiste en insertar genes de proteínas animales en bacterias o levaduras para su producción masiva en biorreactores.
La investigadora del Imperial College London, Alexia Groff, explicó que su equipo logró modificar plantas para que produzcan mioglobina animal en sus cloroplastos, los orgánulos celulares encargados de la fotosíntesis. Según su opinión, esto podría representar una forma mucho más sostenible de obtener un componente esencial para los productos cárnicos vegetales.
Mayor rendimiento de mioglobina vegetal en cloroplastos
La mioglobina es una proteína que se encuentra en el corazón y el músculo esquelético de los animales vertebrados. Su alto contenido de hierro le otorga a la carne su característico sabor metálico y umami, mientras que la unión con oxígeno es responsable de su color rojo.
Para producir mioglobina en los cloroplastos, los investigadores clonaron genes de mioglobina provenientes de cerdo y de ganado vacuno. Posteriormente, utilizaron una “pistola de genes” para disparar físicamente copias de esos genes dentro de los cloroplastos de plántulas de tabaco y lechuga cultivadas en laboratorio.
Las pruebas confirmaron que algunas plántulas integraron el gen en el pequeño genoma circular de sus cloroplastos. Estas plantas crecieron hasta la edad adulta, florecieron, produjeron semillas y transmitieron el transgén a su descendencia.
Como comparación, el equipo también introdujo el gen en el genoma nuclear, el material genético principal de la célula y mucho más grande, de ambas especies vegetales. Además, lo insertó en el cloroplasto del alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii, un organismo modelo en investigación biológica.
Groff señaló que los cloroplastos, debido a su origen bacteriano y a su elevado número de copias por célula, suelen ser mucho más eficaces que el núcleo —donde se aloja el genoma del organismo— para fabricar grandes cantidades de proteínas.
Además, añadió que el tabaco se empleó como la mejor planta modelo para desarrollar la tecnología, y la lechuga por ser un cultivo comestible que podría destinarse en el futuro a la producción de ingredientes alimentarios.
Las mediciones realizadas mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas mostraron rendimientos de aproximadamente 800 mg por kilogramo de peso seco en tabaco y 810 mg por kilogramo en lechuga. Según indicó el portal, esta producción fue al menos tres veces superior a la obtenida en plantas de tabaco con el transgén insertado en el genoma nuclear.
En comparación, la carre real contiene entre 8,1 y 11,2 mg de mioglobina por gramo de peso seco. No obstante, los autores sostuvieron que el cultivo de plantas utiliza recursos de forma mucho más eficiente que la producción ganadera, por lo que la mioglobina derivada de plantas podría alcanzar rendimientos proteicos por hectárea comparables, e incluso potencialmente superiores, a los de la agricultura animal, con un consumo de agua y unas emisiones de gases de efecto invernadero sustancialmente menores.
Extracción y uso alimentario de la proteína
La mioglobina obtenida en hojas podría extraerse y purificarse con métodos industriales de purificación de proteínas y, como es idéntica a la mioglobina animal, podría incorporarse después a productos de carne vegetal para mejorar color, sabor y valor nutricional, describió Groff.
La meta no sería convertir a la planta en un sustituto cárnico completo, sino en una fábrica biológica de un ingrediente puntual que hoy resulta clave para reproducir rasgos sensoriales de la carne.
La coautora Kyoko Morimoto, directora científica de la empresa biotecnológica vegetal Kyomei, con sede en Cambridge, añadió que también esperan que la lechuga comestible modificada para expresar mioglobina pueda servir algún día como alimento biofortificado enriquecido con hierro hemo. Esa posibilidad, precisó, dependerá de la aprobación legislativa.
Fuente: Infobae