18 Ago Científicos israelíes logran que las plantas produzcan proteína de leche, allanando el camino hacia los productos lácteos sin vacas
Este descubrimiento ayudaría a superar un obstáculo importante en la producción de proteínas lácteas reales sin vacas, allanando el camino hacia ingredientes lácteos más sostenibles y menos cambio climático.
Por Judy Siegel-Itzkovich
Almog Ozeri (Foto: Mai Shamir)
¿Pueden las plantas hacer muuuuu? Bueno, no exactamente, pero un nuevo estudio de la Universidad Hebrea de Jerusalén (HUJI por sus siglas en inglés) nos acerca un paso más a la posibilidad de que semillas de plantas puedan fabricar y almacenar una de las proteínas más importantes de la leche – las mismas que le dan a la leche su valor nutritivo, su textura cremosa y sus propiedades para la elaboración de queso.
Este descubrimiento ayudaría a superar un obstáculo importante en la producción de proteínas lácteas reales sin vacas, allanando el camino hacia ingredientes lácteos más sostenibles, menos cambio climático y la producción de alimentos alternativos.
Publicado recientemente en Frontiers in Plant Science (Fronteras en la Ciencia Vegetal) con el título «El microscopio revela sorprendentes cúmulos de proteínas de la leche en semillas modificadas genéticamente», el estudio fue liderado por el profesor Oded Shoseyov de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Robert H. Smith de la HUJI, junto con el autor principal Almog Ozeri y Mai Shamir, Miron Abramson, Barak Cohen y Amir Rudich.
El equipo demostró que las plantas pueden producir con éxito β-caseína, una de las principales proteínas de la leche de vaca. Aún más sorprendente, la proteína se acumuló en una ubicación totalmente inesperada dentro de las células vegetales, revelando una vía metabólica previamente desconocida que podría ayudar a mejorar la producción de proteínas animales en los cultivos.
Según su comunicado de prensa, «A medida que la demanda mundial de productos lácteos sigue creciendo y aumentan las preocupaciones sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, el uso de la tierra y el consumo de agua asociados con la ganadería, los científicos han estado buscando formas sostenibles de producir proteínas lácteas auténticas sin depender de animales».
Profe. Oded Shoseyov (Foto: Yosef Adest para la Universidad Hebrea de Jerusalén)
“La agricultura molecular vegetal, que utiliza cultivos como fábricas de proteínas en miniatura, se ha consolidado como uno de los enfoques más prometedores, pero la producción de proteínas lácteas complejas en plantas sigue siendo un importante reto técnico.”
Para abordar este problema, los investigadores modificaron genéticamente semillas de Arabidopsis (berro de Thale), una maleza de la familia de la mostaza (Brassicaceae) originaria de Eurasia y África. Es común encontrarla en los bordes de las carreteras donde termina la vegetación o donde el suelo se remueve debido a la construcción, el movimiento de tierras, los incendios o el tráfico intenso.
Plantas utilizadas para producir β-caseína bovina
Utilizaron este método para producir β-caseína bovina fusionada a una proteína de los cuerpos lipídicos llamada oleosina, que se une a los cuerpos lipídicos de las plantas. Tras probar varias «direcciones celulares» diferentes, dirigieron la proteína a diversos compartimentos dentro de la célula vegetal para determinar dónde se acumularía con mayor eficiencia.
Shoseyov declaró a The Jerusalem Post en una entrevista que los hallazgos del equipo fueron totalmente inesperados. «La proteína se comporta exactamente como la β-caseína láctea real – incluso mejor».
Al preguntársele por qué las plantas ignoraron sus instrucciones, sugirió que probablemente se debía a «la brecha entre lo que creemos saber y lo que realmente sabemos».
“Los sistemas biológicos son mucho más sofisticados”, continuó Shoseyov. “Si bien no podemos afirmar que se trate de una vía biológica completamente nueva — necesitamos más investigación para llegar a esa conclusión — abre oportunidades muy interesantes. Es probable que simplemente hayamos pasado por alto algo que las plantas siempre han hecho”.
Crearon un “ingrediente alimentario innovador que combina proteínas y aceite, el cual puede integrarse en productos lácteos existentes o utilizarse para producir productos alimenticios completamente nuevos, sabrosos y nutritivos, de manera más rentable y sostenible que la industria láctea actual”, explicó.
“Estimamos que en 18 a 24 meses alcanzaremos la etapa comercial. El mayor obstáculo que aún nos queda es la adopción de la técnica por parte de la industria. Ya hemos iniciado conversaciones con la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA por sus siglas en inglés)”.
Shoseyov ya posee más de 100 patentes relacionadas con su trabajo en ingeniería de proteínas, nanobiotecnología y materiales bio-inspirados.
Aunque la fermentación de precisión ya produce proteínas lácteas, las plantas tienen una ventaja, ya que la producción y extracción de proteínas en plantas es hasta 100 veces más económica que la fermentación, afirmó.
Shoseyov sugirió que el cártamo (Carthamus tinctorius) es la plataforma agrícola y comercial prevista para esta tecnología. Arabidopsis fue el modelo de investigación utilizado en el laboratorio debido a su ciclo de vida rápido, su pequeño genoma y la facilidad de su transformación genética, pero el cártamo es el cultivo objetivo.
Una vez que el segmento de ADN diseñado artificialmente se ensambla en el laboratorio y todo se valida en Arabidopsis, se transfiere al cártamo para su producción agrícola a gran escala.
La leche contiene solo un 4% de proteína, un 3% de grasa y algunos azúcares, pero es principalmente agua, explicó el experto de la HUJI. “Las semillas de cártamo contienen aproximadamente 10 veces más proteína y grasa concentradas”.
“Por lo tanto, por cada 10 camiones que transportan leche fría, solo necesitaríamos usar uno a temperatura ambiente, y al llegar a la fábrica, las semillas podrían almacenarse en un silo a temperatura ambiente hasta por un año”.
“Las semillas de cártamo son blancas; el aceite es incoloro y no tiene sabor, evitando así los olores a coco, legumbres o cereales de avena presentes en las “leches” elaboradas con coco, soya o avena. Además, las plantas de cártamo prefieren el clima cálido y requieren muy poca agua para el riego, si es que la requieren, lo que las convierte en un cultivo ideal para combatir el calentamiento global.”
A medida que crece la demanda de fuentes de proteína ambientalmente sostenibles, descubrimientos como este acercan a los científicos a la producción de ingredientes lácteos auténticos en plantas que solo necesitan luz solar, agua y tierra para crecer, continuó.
Más oportunidades para los productores de lácteos
Al preguntarle qué harán los productores de lácteos, Shoseyov afirmó que tendrán más oportunidades. “La producción tradicional de lácteos no va a desaparecer. En los próximos 20 años, la mayor parte de las proteínas lácteas de origen vegetal se utilizarán en productos híbridos para reducir precios y cumplir con los objetivos de sostenibilidad. Los agricultores podrían ampliar sus temporadas de cultivo para producir nuestros cultivos y suministrarlos a sus clientes de las fábricas de lácteos”.
El mayor crecimiento de la demanda provendrá de la región de Asia-Pacífico, y los países que probablemente se conviertan en los principales productores son Australia, Estados Unidos, Argentina, Brasil, Ucrania, China y, eventualmente, India y África.
“Ya hemos iniciado conversaciones con la FDA. El camino está muy claro. No debería ser demasiado difícil. En cinco años, espero ver nuestras plantas cultivadas en todo el mundo y los estantes de los supermercados repletos de nuestros productos lácteos vegetales”, declaró Shoseyov.
“Pero, sobre todo, espero que nuestras semillas de cártamo para la industria láctea contribuyan a la seguridad alimentaria de Israel. Tengo muchas ganas de probar el queso mozzarella elaborado con nuestro novedoso ingrediente”.
Al preguntársele si su descubrimiento podría resultar más importante para la medicina que para la industria láctea, dado que la agricultura molecular vegetal también produce productos farmacéuticos — lo que convertiría a las granjas en fábricas de proteínas en lugar de fábricas de alimentos — Shoseyov respondió: “Estoy seguro de que la industria farmacéutica aprovechará este descubrimiento para fabricar fármacos biológicos, como anticuerpos humanizados”.
“Sin embargo, la industria alimentaria es cuatro veces mayor que la farmacéutica. Los consumidores sabrán que están consumiendo proteínas procedentes de una flor en lugar de una vaca, porque la transparencia es obligatoria en la industria alimentaria”.
“Uno de los aspectos más apasionantes de la ciencia es cuando la naturaleza te sorprende”, continuó Shoseyov. “Nos propusimos enviar la proteína a un lugar específico dentro de la célula, pero, en cambio, descubrimos que la planta había creado su propio sistema de almacenamiento”.
“Comprender este comportamiento inesperado nos brinda información valiosa sobre cómo las plantas procesan las proteínas complejas y puede ayudarnos a diseñar sistemas más eficientes para producir proteínas lácteas sostenibles en el futuro.”
Traducción: Consulado General H. de Israel en Guayaquil
Fuente: The Jerusalem Post
