Tabaco transgénico para producir plástico biodegradable

La línea transgénica de tabaco tendrá la capacidad de expresar en sus tejidos un material denominado polihidroxialcanoato (PHA) que posee una composición química y física similar al plástico sintético derivado del petróleo.

Gracias a la transferencia al genoma vegetal de un gen codificante de la enzima PHA sintasa, producida por la bacteria Aeromonas caviae, el Grupo de investigación de Ingeniería Genética de Plantas del Departamento de Biología de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), Sede Bogotá, trabaja en la producción de este tipo de tabaco. La investigación es dirigida por Alejandro Chaparro Giraldo, profesor del Departamento de Biología y del Instituto de Genética de la Institución.

El desarrollo de la nueva línea de tabaco transgénico del que se pueda derivar plástico 100 % biodegradable, busca mejorar la productividad y competitividad de la cadena productiva de ese cultivo en el Huila.

Los PHA son sintetizados y almacenados por bacterias como fuente de energía y carbono cuando existe un desbalance nutricional en el ambiente, y es degradado cuando se encuentran en condiciones de estrés. Tal propiedad es una de las ventajas de este tipo de material, capaz de reemplazar plásticos convencionales derivados del petróleo.

Un PHA está conformado por una cadena de monómeros constituida por átomos de carbono que generalmente se obtienen a partir de la degradación de ácidos grasos o carbohidratos, los cuales se agrupan químicamente o se polimerizan por la enzima PHA sintasa. Así lo explica Diana Daniela Portela Dussán, quien actualmente cursa el Doctorado en Biotecnología.

La idea es diseñar un gen semisintético que se clona en un vector o plásmido y se transfiere en el genoma o material genético de la planta, por medio de la transformación con una cepa específica de la bacteria Agrobacterium tumefaciens, capaz de infectar el tabaco y transferir e insertar de forma estable el gen en el genoma vegetal.

Para determinar si las plántulas han aceptado el vector dentro de su genoma, este contiene un gen codificante de un marcador de selección que confiere resistencia de las plantas a un antibiótico. De esta manera, si las plántulas han sido transformadas podrán crecer sin ningún tipo de efecto negativo en el medio de cultivo que contiene el antibiótico como agente de selección.

Según la candidata a doctora, “gracias a este procedimiento la planta de tabaco puede codificar la enzima PHA sintasa para polimerizar los monómeros obtenidos a partir de la metabolización de ácidos grasos y carbohidratos y producir los polihidroxialcanoatos”.

“Con el fin de comprobar que la planta efectivamente contiene el gen semisintético efectuamos diversas pruebas moleculares que nos permiten identificar su presencia o ausencia, así como el que efectivamente se esté expresando en el genoma de la planta”.

Finalizada esta fase del proceso, se extraen los PHA mediante la destrucción de las hojas, por medio de un tratamiento con fenol cloroformo que permita liberarlos para luego identificarlos, a través de la determinación de la composición de las cadenas poliméricas con un análisis cualitativo de espectrometría de masas que permite determinar la composición de las cadenas de polímeros y clasificar el PHA o los PHA producidos.

Fuente:
Dicyt