Un grupo internacional de científicos (de Suecia, Dinamarca y Portugal) ha utilizado la «ingeniería evolutiva» para mejorar la versatilidad metabólica de una cepa de Saccharomyces cerevisiae, a fin de utilizar eficazmente pentosas mixtas para la fermentación de etanol.
Saccharomyces cerevisiae es la levadura utilizada habitualmente para la fermentación tradicional de etanol a partir de glucosa (un azúcar con seis átomos de carbono o «hexosa»). Sin embargo, esta levadura no incorpora la capacidad metabólica de utilizar eficazmente pentosas mixtas (azúcares con 5 átomos de carbono, como la xilosa y la arabinosa), que tienen una abundante presencia en la biomasa lignocelulósica tras el pretratamiento.
Para ello, deben dotarse de una versatilidad metabólica para utilizar tanto las hexosas como las pentosas mixtas en la producción de etanol. De este modo aumentaría en gran medida la productividad del «etanol celulósico» y se reducirían los costes de producción.
El grupo internacional de científicos pudo obtener una cepa «evolucionada» de Saccharomyces cerevisiae dotada de esta versatilidad metabólica aplicando los instrumentos de la «biología molecular evolutiva». También denominada «ingeniería evolutiva», se dice que la técnica «imita» el proceso de evolución natural de los organismos vivos (es decir, la «selección de los mejores» de entre los descendientes» a fin de obtener determinados caracteres biológicos. En general, esta técnica tiene dos fases:
(1) la introducción de mutaciones aleatorias en un gen diana para generar la variación y
(2) la selección de los genes mutados que expresan productos con una determinada propiedad bajo presión selectiva. En el estudio, los científicos utilizaron una técnica de cultivo continuo bajo limitación del sustrato de xilosa y arabinosa, a fin de crear presión selectiva. Los resultados demuestran que la cepa evolucionada presenta un mayor consumo de pentosas mixtas (xilosa y arabinosa), así como un incremento de los niveles de actividad de enzimas asociadas a la utilización de pentosas.
El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.