Logran en la UNAM la transformación genética de hongos

MORELIA, Mich., 25 de marzo de 2016.-Un grupo de científicos del Laboratorio de Ondas de Choque del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la UNAM, con sede en Juriquilla, Querétaro, y del CINVESTAV-Irapuato, ha logrado la transformación genética de hongos filamentosos con ondas de choque, método precursor a escala mundial que es más económico, rápido, reproducible y cientos, incluso miles de veces más eficiente que los convencionales.

Según un comunicado de prensa, se trata de organismos microscópicos, importantes en la industria porque se utilizan en la producción de enzimas para la obtención de antibióticos, insulina, vacunas, anticoagulantes, pesticidas, solventes, conservadores y hasta ácido cítrico, explicó Achim Loske, responsable del Laboratorio.

Al transformarlos genéticamente “podemos aumentar la producción de las enzimas que secretan. Con este método les podemos dar la ‘instrucción’ de incrementar o, incluso, de generar un tipo de enzima que sea de interés. Se ‘reprograman’ para que hagan lo que queremos”. Así, este desarrollo puede tener impacto en las industrias farmacéutica, papelera, alimenticia o textil, y ya obtuvo una patente nacional.

Método

La transformación de los hongos implica permeabilizar la membrana celular para insertar ADN. El material genético no sólo debe entrar a la célula, sino a su núcleo e integrarse al genoma. El ADN es una molécula relativamente grande, cargada negativamente, como la “pared” celular, por lo que se produce una repulsión.

Para lograr que el ADN ingrese, existen desde hace años métodos biológicos y físicos; entre estos últimos está la biobalística, que se basa en la emisión de proyectiles miniatura que contienen los genes en su superficie, y la infiltración al vacío o la aplicación de campos eléctricos, denominada electroporación.

Los dos métodos biológicos más comunes son la transformación con el uso de la bacteriaAgrobacterium como vector, y la eliminación de la pared celular con enzimas para obtener lo que se conoce como protoplastos.

No obstante, los métodos convencionales para transformar hongos genéticamente son poco eficientes y poco reproducibles; eso los encarece, puntualizó Loske.

Las ondas de choque son pulsos de presión sumamente cortos. Se producen en una tormenta eléctrica, con el paso de un avión supersónico o en una explosión, por ejemplo. Se generan al depositar una gran cantidad de energía en un espacio pequeño y en un tiempo muy corto.

En este caso se crean ondas a escala pequeña. “Esencialmente consisten en eso: un aumento súbito de la presión, incrementando su valor hasta mil 500 veces la presión atmosférica, y una caída, en un tiempo de millonésimas de segundo”.

Achim Loske explicó que lo que produce la permeabilidad de la membrana no son las ondas de choque en sí, sino un efecto secundario.

Las células son muy resistentes a los cambios de presión, pero con el paso de esas ondas se da un efecto llamado cavitación acústica, caracterizado por la expansión súbita y el colapso violento de microburbujas que se encuentran en la suspensión de esporas de hongos y ADN. Al colapsar emiten microjets del propio líquido a altas velocidades, que perforan las membranas de las células.

Este fenómeno se produce al azar; cientos de microburbujas y, por lo tanto, de microjets en la suspensión que contiene el ADN, inciden sobre algunas de las millones de células; así se depositan las moléculas en el interior celular de los hongos.

Hasta el momento, las pruebas se han realizado con diferentes especies: Aspergillus niger, principal productor de ácido cítrico en el mundo; Trichoderma reesei, de proteínas; yPhanerochaete chrysosporium, capaz de degradar lignina, un polímero derivado de la madera.

De igual manera, con Fusarium oxysporum, transformador de biomasa en combustible, yMycosphaerella fijiensis, causante de plagas en plantíos de plátano; en este último caso la meta es inactivarlo para que no provoque daños. Además de incrementar significativamente la eficiencia, un logro importante fue haber transformado algunas especies que nunca se habían podido modificar genéticamente con otros métodos.

En la investigación, que ya produjo algunos acercamientos de la industria y que ha sido dada a conocer en revistas internacionales como Physics of Life Reviews, Fungal Genetics and Biology, y Journal of Microbiological Methods, participaron Miguel Gómez, del Cinvestav Irapuato, y Francisco Fernández, maestro en ciencias y técnico académico del CFATA, junto con estudiantes de posgrado.