Engenharia genética do USAL para converter resíduos agrícolas e domésticos em produtos de alto valor

Transformando o que é normalmente descartado – que frutas, poda permanece, resíduos domésticos em produtos úteis e sustentáveis ​​é um dos pontos destacados na estratégia científica internacional cada vez mais consolidada que busca reavaliar os resíduos agroindustriais e urbanos por meio de processos biotecnológicos sustentáveis. Universidades, centros de pesquisa e institutos biotecnológicos concentram os esforços no projeto de microorganismos capazes de converter resíduos em produtos úteis, desde suplementos bioplásticos a nutricionais.

Nesse contexto, a engenharia metabólica da Universidade de Salamanca alcançou avanços significativos na engenharia genética do fungo filamentoso Ashbya Gossypii com o objetivo de “aproveitar sua capacidade metabólica exclusiva para converter resíduos orgânicos em produtos de alta adição, como suplementos nutricionais, comuns, comuns, comuns, comuns, complicantes, como suplementos nutricionais.

Além disso, através da modificação genética de A. Gossypii “Conseguimos converter resíduos agrícolas e domésticos, como o óleo de cozinha que geralmente usamos em residências, em aromas naturais e vitaminas essenciais, contribuindo para o cuidado do ambiente e o impulso da economia circular”, diz o ABBERTO JIMÉNEZ, um professor de genetics da área e a área de genetics e a área da área da área e do setor de uma área.

Os resultados promissores, financiados com projetos do Ministério da Ciência e Inovação, representam um avanço significativo na transformação de resíduos agrícolas e domésticos em produtos úteis para a saúde e a indústria e foram publicados recentemente dentro da estrutura de dois trabalhos diferentes de biologia fúngica e biotecnologia dos periódicos científicos.

Modelo biotecnológico e bioprocessos circulares sustentáveis

A. Gossypii, conhecido por seu uso tradicional na produção de riboflavina (vitamina B2), está sendo modificado por biotecnólogos da Universidade de Salamanca para expandir seu repertório metabólico por meio de novas rotas biossintéticas projetadas em detalhes, capazes de degradar resíduos lignocelulósicos derivados da agricultura agrícola.

Para fazer isso, do Laboratório 323 do edifício departamental, localizado no campus de Unamuno, os cientistas da GIR manipulam o metabolismo de fungos por meio de engenharia genética e edição genômica (CRISPR/CAS9) com o objetivo principal de redirecionar o organismo em direção à produção de metabolitos ou substâncias de interesse para a indústria farmacêutica, a indústria farmacêutica e a cosméticos.

Nas palavras do professor, esse fungo é “um modelo biotecnológico excepcional: cresce rapidamente, é fácil modificar geneticamente e já sabemos que foi revelado como um super produtor natural de vitamina B2, muito interessante para sua produção industrial”.

No entanto, a principal relevância dos artigos “não é apenas a produção dos compostos desse fungo, mas o uso de resíduos de substratos de custo muito baixo para fermentação microbiana, para o crescimento de A. Gossypii”. Um aspecto muito evidente com as novas modificações propostas do USAL que otimizam o microorganismo como um agente transformador de resíduos e emergem como uma plataforma ideal para bioprocessos circulares, sustentáveis ​​e escaláveis.

Produção de sabinene e limoneno

In the first study, entitled ‘Ashbya Gossypii as a versatile platform to produces sabinene from agro -industrial wasts’ and published in Fungal Biology and Biotechnology in October 2024, the researchers of the GIR modified the fungus to produce substances such as sabinene, limonene, pinene and linalool, which are aromatic compounds used in perfumes in perfume Settings and cosmetic products (lemon ou cheiro de pinheiro).

Por meio de técnicas avançadas de engenharia genética, eles remarcaram a rota metabólica e as máquinas genéticas do fungo usando genes de espécies gerais e fazendo mudanças precisas em seu DNA que facilitam a produção de compostos procurados.

Nesse caso, modificando ashbya Gossypii de modo que, em vez de sua função natural de produzir vitamina B2, fabrica sabineno ou limoneno, um composto natural e o principal componente dos óleos essenciais de frutos cítricos com múltiplas aplicações industriais no setor farmacêutico e cosmético, para o setor antioxidante e antioxidante e anti -inflamatório.

O trabalho “possui um componente de manipulação genética muito profunda, temos que integrar genes vegetais e transferir rotas biossintéticas de plantas no fungo para fornecer essa nova atividade, temos que modificar essas enzimas para que elas funcionem de maneira ideal em A. Gossypii”, diz Rubén Martínez.

Depois que as cepas geneticamente modificadas foram desenvolvidas, o processo de cultivo de fungos começa com os resíduos agrícolas propostos, “espigas de milho e/ou melaço de cana -de -açúcar ou beterraba, resíduos que normalmente ou são enterrados ou incinitulados”.

A análise final mostrou o sucesso do estudo, cujo primeiro autor é a pesquisadora Gloria Muñoz, na produção eficiente e sustentável do composto: “Podemos dizer que obtemos níveis de produção comparáveis ​​a outras fábricas microbianas, com outros microorganismos localizados no topo da produção de compostos no nível microbiológico,” resolve o Diretor do grupo.

Óleo de cozinha usado

O outro trabalho, que acaba de ser coletado em uma nova biotecnologia sob a valificação do título de óleo de cozinha de resíduos para bioprodução de metabólitos industrialmente relevantes em Ashbya Gossypii e tem o investigador do Gir Javier Martín como o primeiro autor, analisa o uso de B2 anteriormente desenvolvido no Laboratory do USAL para produzir níveis de vida.

Nele, o equipamento de pesquisa explorou como esse fungo pode se alimentar de óleo de cozinha usado para produzir vitaminas do Grupo B, como B2 (riboflavina) e B9 (ácido fólico), fundamental para a boa saúde, além de ácidos graxos benéficos. Os compostos geralmente usados ​​em suplementos alimentares, como ração para animais e produtos enriquecidos por suas propriedades de saúde benéficas, humanas e animais.

Novamente, o que torna a iniciativa especial é que “estamos apenas produzindo um composto natural de alto valor, mas fazemos isso reutilizando o desperdício. O fungo atua como uma biofabrica, transformando o lixo orgânico em uma substância de grande valor. É uma solução tripla: ambiental, saúde e economia”, argumentam.

Não esquecendo, por outro lado, que essa conquista destaca a versatilidade de Ashbya Gossypii como uma “fábrica microbiana” capaz de tirar proveito de resíduos agroindustriais para produzir compostos de valor alto agregado e sublinha a importância de ferramentas de edição genética avançada, como CRISPR/CAS9, na criação de microorganistas.

No caso deste trabalho, os pesquisadores esclarecem que é o primeiro projeto que realizam com esse fungo usando esse resíduo “para o qual avaliamos se ele pode crescer e produzir todos os metabólitos de interesse industrial e biotecnológico”. Assim, eles mostraram que ele pode produzir altos níveis de compostos, enquanto “fornece valor a um resíduo que todos geramos, o óleo de cozinha, que é um desperdício que prejudica significativamente o meio ambiente e que pode ser um risco à saúde”.

Bioeconomia e transição ecológica

Ambos os trabalhos, além de destacar a importância de ferramentas avançadas de edição genética na criação de microorganismos projetados para processos industriais sustentáveis, têm como denominador comum o uso de vários resíduos agroindustriais como meio de cultura do fungo.

A relevância dos estudos de GIR é amplificada, na medida em que a produção microbiológica de substâncias de alto valor agregado é unida pela valorização de matéria descartada, resíduos ou co -produtos de valor muito baixo. Um de nossos interesses de investigação é “produzir compostos de interesse biotecnológico, como vitaminas ou algumas gorduras especializadas de resíduos domésticos ou agroindustriais”, resumo.

Um aspecto que sugere como «o contexto dos dois projetos é diretamente bioeconomia, economia circular, transição ecológica. Tentamos produzir de maneira mais rápida e conveniente o que obtivemos anteriormente de uma maneira mais prejudicial para o meio ambiente e mais economicamente raticamente.

No caso de óleo de cozinha usado, a iniciativa da Universidade de Salamanca fornece uma alternativa muito interessante para o uso de um resíduo altamente poluente. E de outra mão, os desenvolvimentos biotecnológicos propostos também representam uma solução econômica para as áreas rurais, permitindo o uso local de resíduos agroindustriais para a produção descentralizada de compostos úteis.

Um aspecto de interesse especial para regiões agrícolas como Castilla Y León, onde são geradas grandes quantidades desse tipo de desperdício. Revaloriza -os por -produtos “não apenas ajuda o meio ambiente, mas também oferece novas oportunidades de desenvolvimento econômico e regional nessas áreas”.

Em suma, esses novos avanços apresentados mostram como a ciência pode transformar problemas em soluções e como o que agora foi jogado se torna um impulso para o desenvolvimento social alinhado com os princípios da economia circular. O trabalho do GIR de engenharia metabólica abre novas possibilidades para a valorização dos resíduos de maneira ambiental “, em vez de incinerar ou enterrar toneladas de restos agrícolas e domésticos, demonstramos como esses podem se tornar ingredientes para produtos que usamos diariamente”, concluem.