Cepa D66 de Chlamydomonas reinhardtii
La cepa D66 de Chlamydomonas reinhardtii , un alga verde unicelular , es una cepa deficiente en pared celular de C. reinhardtii que exhibe características fotosintéticas normales, pero requiere amoníaco como fuente de nitrógeno para su crecimiento. [1] Esta cepa de alga verde se está convirtiendo en un organismo de investigación cada vez más popular debido a su potencial para ser utilizada como fuente de biocombustibles. El potencial de la cepa D66 para producir biocombustibles limpios y renovables también la ha convertido en un tema cada vez más importante en el campo de la biología de la conservación .
Fondo
La cepa D66 de Chlamydomonas reinhardtii ha sido modificada genéticamente sin pared celular para aumentar las tasas de crecimiento y fotosíntesis de la cepa. [1] La técnica de modificación genética de algas verdes para aumentar la producción de petróleo para biocombustibles se está volviendo cada vez más común en los Estados Unidos. Con factores como los altos precios del petróleo y las crecientes preocupaciones por la protección del medio ambiente, la necesidad de fuentes de energía limpias y renovables es mayor que nunca. Las corporaciones energéticas y el gobierno federal están invirtiendo miles de millones de dólares en investigación y proyectos de energía verde, y los biocombustibles basados en algas parecen ser una fuente de energía viable para el futuro. [2] Además, las tasas de crecimiento y fotosíntesis de la cepa D66 han demostrado ser más altas que las tasas de cepas de algas genéticamente modificadas similares. Esta cepa de algas podría ser un factor clave en el éxito futuro de los biocombustibles basados en algas. [3]
Investigación
En la Universidad Estatal de Luisiana, el Dr. Naohiro Kato está investigando con la cepa D66 para maximizar la producción de aceite modificando las condiciones de crecimiento. El objetivo del estudio es encontrar las condiciones óptimas de producción de aceite de la cepa D66. Kato comenzó su estudio probando los efectos que tenían varias cantidades de Brefeldin A , un antibiótico de lactona producido por organismos fúngicos, sobre la producción de aceite durante períodos de crecimiento de tres días. Luego, Kato pasó a probar varios factores que influyen en las condiciones de crecimiento de las algas, entre ellos: la exclusión de fuentes de nitrógeno; la adición de peróxido de hidrógeno; la adición de tropomiosina; la variación de las condiciones de luz; y la variación de la temperatura. Los resultados de estos estudios mostraron que la cepa D66 produjo la mayor cantidad de aceite bajo estrés extremo. [4]
La cepa D66 de algas verdes se está investigando en laboratorios de todo Estados Unidos. Universidades como la Universidad de Arkansas y la Universidad Estatal de Arizona están realizando estudios similares a los del Dr. Kato en la Universidad Estatal de Luisiana. Recientemente, los ingenieros biomédicos han incluido la cepa D66 en sus investigaciones sobre fármacos antirretrovirales para la terapia contra el VIH. [5]
Impactos futuros
Los estudios muestran que, en teoría, los biocombustibles basados en algas podrían reemplazar completamente al petróleo como fuente de energía. Se estima que para lograrlo habría que producir anualmente 140.400 millones de galones de biocombustible. Los obstáculos actuales, como los altos costos de producción y la falta de instalaciones para producir en masa estos biocombustibles, han llevado a que no se distribuyan comercialmente biocombustibles basados en algas. Sin embargo, los altos precios de los combustibles y las preocupaciones ambientales podrían hacer que la necesidad de biocombustibles basados en algas, y en particular los producidos a partir de la cepa D66 altamente eficiente, sea una fuente de energía legítima en el futuro cercano. [6]
Propiedades del D66
La cepa D66 (tipo de apareamiento +) ha sido utilizada por varios laboratorios para la creación de bibliotecas de mutantes de Chlamydomonas. Debido a que esta cepa carece de una pared celular de tipo salvaje, se transforma de manera más eficiente con ADN exógeno. Sin embargo, un problema importante con esta cepa es su incapacidad para crecer heterotróficamente en la oscuridad. La mayoría de las cepas de Chlamydomonas de tipo salvaje pueden crecer en fuentes de carbono fijas (por ejemplo, acetato) en la oscuridad. Es posible que la cepa D66 tenga problemas en la absorción o respiración de acetato, pero se desconoce la explicación genética exacta.
Véase también
Referencias
- ^ ab Pollock, Steve (diciembre de 2003). "La rubisco activasa es necesaria para la fotosíntesis óptima en el alga verde Chlamydomonas reinhardtii en una atmósfera con bajo contenido de CO2". Fisiología vegetal . 133 (4): 1854–1861. doi :10.1104/pp.103.032078. PMC 300738 . PMID 14605215.
- ^ "Biocombustibles a base de algas". Archivado desde el original el 24 de octubre de 2012.
- ^ Adams, James (mayo de 2004). CARACTERIZACIÓN MOLECULAR, GENÉTICA Y FISIOLÓGICA DE UN MUTANTE INSERCIONAL DE CHLAMYDOMONAS REINHARDTII (tesis doctoral). Universidad Estatal de Luisiana. ProQuest 305172134.
- ^ Bailey, Michael (octubre de 2012). "Entrevista personal".
{{cite journal}}: Requiere citar revista|journal=( ayuda ) - ^ Reeves, Jacqueline (2005). "Objetivos farmacológicos emergentes para la terapia antirretroviral". Drugs . 65 (13): 1747–1766. doi :10.2165/00003495-200565130-00002. PMID 16114975. S2CID 32730604.
- ^ "Biocombustibles basados en algas: el verdadero sustituto del petróleo". Mayo de 2009.
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