Tomates morados gracias a un pigmento de remolacha roja

Investigadores del Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal (IPB) de Halle han creado recientemente tomates morados mediante ingeniería genética. Para ello, insertaron en las plantas los genes responsables de la biosíntesis de la betanina y los activaron en la fruta que estaba madurando. Los tomates no producen betanina, sino que se extrae de la remolacha roja y se utiliza como colorante alimentario natural. Este tipo de métodos de ingeniería genética para la producción de sustancias en sistemas de producción vegetal especialmente desarrollados desempeñará un papel importante en el futuro, especialmente en la fabricación de medicamentos. La producción de vacunas y anticuerpos a partir de plantas es ya un área de investigación muy activa. 

Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio no era crear una nueva variedad de tomate para el consumo. Más bien se trataba de perfeccionar los métodos de ingeniería genética, que son mucho más fáciles de analizar al producir un pigmento fácilmente visible. Las plantas son sistemas de producción muy eficaces, pero también muy complicados. Disponen de un gran número de mecanismos de regulación que a veces pueden ralentizar todo el proceso de biosíntesis de la sustancia que se desea producir. "Estos complejos mecanismos de retroalimentación son todavía poco conocidos", explica Sylvestre Marillonnet, investigador principal del estudio. "Todavía hay que investigar mucho en este sentido".

Incluso en el caso de la betanina, se necesitó mucha planificación y ajustes para conseguir que las plantas alcanzaran el rendimiento sintético deseado. Los investigadores de Halle no solo insertaron en las plantas de tomate los tres genes necesarios para la biosíntesis de la betanina, sino que también insertaron varios interruptores genéticos que permitieron que los genes insertados se activaran solo en el fruto y exactamente al mismo tiempo durante la maduración. Sin embargo, la producción de betanina en la fruta fue inicialmente escasa. Un mayor nivel de biosíntesis de pigmentos solo podría mantenerse mediante la inserción de un cuarto gen, que asegura el suministro de una importante sustancia precursora. El resultado es un tomate de color morado intenso, que contiene incluso más betanina que la remolacha roja.

En un principio, el estudio de los investigadores de Halle aportó nuevos e importantes datos sobre los métodos de ingeniería genética. "Sin embargo, estos tomates también serían completamente seguros para el consumo e incluso serían buenos para la salud. Esto se debe a que la betanina, como muchos pigmentos, tiene un fuerte efecto antioxidante. La fruta morada también podría ser una fuente de betanina, un colorante alimentario. Los primeros ensayos de utilización de la betanina del tomate para teñir yogures y limonadas han dado resultados prometedores.

Además de la ingeniería genética (la producción de sustancias en las plantas), el IPB lleva a cabo una amplia investigación sobre todos los métodos convencionales de producción de principios activos a partir de plantas. Esto incluye tanto la síntesis orgánica tradicional como el desarrollo de métodos biotecnológicos para producir los productos deseados utilizando bacterias o levaduras. El método relativamente inmaduro y prometedor de la biocatálisis también se está investigando en el instituto. Este método consiste en utilizar la ingeniería genética para modificar los genes de las enzimas biosintéticas de las plantas para crear nuevas enzimas con las propiedades deseadas. Estas nuevas enzimas se utilizan para diseñar nuevos procesos de síntesis de los productos deseados en la probeta. El método elegido depende de las propiedades estructurales de la sustancia que se desea producir. Algunos compuestos vegetales, como la morfina y otros opiáceos, tienen una estructura tan compleja que resulta más económico extraerlos directamente de la propia planta.

Para más información: 
Dr. Sylvestre Marillonnet
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie
sylvestre.Marillonnet@ipb-halle.de   


Fotografía: © Sylvestre Marillonnet, IPB


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