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Las empresas a�reas estudiar�n consumir biocombustibles a base de residuos

Air Canada y Airbus han firmado un acuerdo con la organización sin ánimo de lucro BioFuelNet Canada para ayudarles a encontrar los biocombustibles más sostenibles para la aviación y explorar el potencial de los biocombustibles elaborados a partir de residuos.

Airbus y Air Canada forman parte de una amplia coalición comprometida a conseguir un crecimiento neutro en carbono a partir de 2020 y a reducir las emisiones de efecto invernadero en un 50 % hasta 2050. BioFuelNet, una organización que tiene su sede en la Universidad McGill de Montreal, reúne a científicos canadienses dedicados a la investigación de los biocombustibles y cuenta con socios industriales y gubernamentales para acelerar la investigación, el desarrollo y la comercialización de biocombustibles avanzados. BioFuelNet Canada centra sus esfuerzos en la investigación de biocombustibles a base de biomasa no alimentaria En virtud de este acuerdo, BioFuelNet investigará diversas materias primas, como los residuos sólidos urbanos y los residuos agrícolas y forestales, así como una serie de procesos de transformación para producir biocombustibles. El objetivo último es determinar qué biocombustibles avanzados son los más sostenibles para la aviación.

Posibilidades del cultivo de macroalgas al aire libre para producir biodi�sel

Un equipo de investigadores chinos ha publicado en la revista Bioresource Technology los resultados de un estudio que evalúa la viabilidad de la producción de biodiésel a partir de macroalgas al aire libre, utilizando urea como fuente de nutrientes. Las macroalgas oleaginosas se consideran prometedoras como materia prima para la producción de biodiésel debido a su eficacia fotosintética, a su alto contenido en lípidos y a su capacidad de prosperar en ambientes extremos.

La mayoría de los experimentos de producción de biodiésel a base de algas se han realizado en laboratorio, con una lámpara fluorescente como fuente de luz. En este estudio, los investigadores chinos demuestran que es posible cultivar la Chlorella sp. (FACHB-1748) al aire libre, con luz solar natural. Las macroalgas se aislaron en un estanque de Huang Gang, en China. Dado que la nutrición de las algas requiere nitrógeno, los investigadores utilizaron urea —una fuente de nitrógeno económica y abundante— para cultivar las macroalgas con una tasa de aplicación optimizada. Los investigadores obtuvieron la máxima biomasa de algas y productividad de lípidos con 0,1 g/L de urea en grandes fotobiorreactores al aire libre. También observaron una importante mejora del contenido de lípidos y del rendimiento total de lípidos al agregar cloruro sódico y acetato. Se afirma que la calidad y las propiedades del biodiésel producido en estas condiciones satisfacen los criterios de algunas normas internacionales de combustibles en virtud de determinados parámetros.

Nuevo m�todo para desarrollar ratones modificados para modelizar enfermedades humanas

Los científicos del Instituto Whitehead de Investigación Biomédica de Massachusetts han diseñado un nuevo método para desarrollar ratones modificados genéticamente con el fin de modelizar enfermedades humanas. El nuevo método puede obtener un ratón MG en tan solo tres o cuatro semanas, donde el método convencional tardaría tres o cuatro años.

Al margen de acortar el tiempo de desarrollo, este nuevo método es en general menos complicado y más eficiente que el método convencional. Por tanto, los innovadores esperan que otros laboratorios lo adopten fácilmente. Los científicos crean modelos en los ratones transformando determinados genes conocidos por su asociación a una determinada enfermedad. Con este nuevo método, que recibe el nombre de CRISPR («repetición palindrómica corta agrupada a intervalos regulares»)/Cas («asociado a CRISPR»), es posible modificar varios genes de un mismo organismo multicelular.

Programa de conservaci�n del olivo sahariano

El olivo Laperrine —el primo sahariano del olivo mediterráneo— es un gran desconocido, pero los investigadores del Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo (IRD) y sus socios trabajan en un programa de conservación para evitar la erosión gradual de su diversidad genética.

Estos investigadores descubrieron que la longevidad de este olivo se debía a su original reproducción vegetativa. Considerado un árbol «residual», el olivo sahariano es muy resistente a la sequía y podría ser un excelente recurso genético para mejorar a sus parientes locales. Los investigadores del IRD analizan la historia ecológica y evolutiva del olivo Laperrine para conocer mejor los peligros que acechan a este árbol y determinar las prioridades de los programas de conservación.

Identificado el mecanismo de las plantas que controla la utilizaci�n del nitr�geno

Un equipo de investigación encabezado por el Profesor Asociado Shuichi Yanagisawa, del Laboratorio de Fitobiotecnología Funcional perteneciente al Centro de Investigación Biotecnológica de la Universidad de Tokio, ha demostrado que los factores de transcripción tipo NIN desempeñan un papel fundamental en la regulación de eventos inducibles por nitratos en las plantas. Los investigadores observaron que la señalización de nitratos activa factores de transcripción tipo NIN y que estos factores activados promueven la expresión de una serie de genes inducibles por nitratos.

De ahí que los factores de transcripción tipo NIN actúen como reguladores esenciales del mecanismo de utilización de nitrógeno. En las plantas, los nitratos no solo son una importante fuente de nitrógeno, sino también una molécula señalizadora que modula la expresión de una gran variedad de genes y regula el crecimiento y el desarrollo. Hace varias décadas que se conoce el papel crucial que desempeñan los nitratos como moléculas señalizadoras. Sin embargo, siempre ha sido difícil conocer los mecanismos moleculares que subyacen en la respuesta a los nutrientes, ya que el factor de transcripción que responde principalmente a las señales de los nitratos no se ha identificado hasta hace poco.

Silenciamiento de genes para potenciar el rendimiento agr�cola

Investigadores de la Universidad de Murdoch han desarrollado un método de silenciamiento de genes compatible con el medio ambiente para controlar los nemátodos de la lesión radicular, que son fitopatógenos conocidos por reducir el rendimiento de importantes cultivos como el trigo y la cebada en un 15 % o más.

El Profesor Mike Jones del Grupo de Investigación Fitobiotecnológica de la Universidad de Murdoch, señaló que esta plaga de organismos microscópicos parecidos a gusanos constituyen un grave problema económico para la agricultura, ya que invaden y dañan las raíces de las plantas, que de este modo pueden padecer falta de agua y nutrientes. También declaró que el trabajo de su equipo consistió en bloquear la formación de las proteínas que necesitan los nemátodos para completar su ciclo de vida. Este trabajo de silenciamiento de genes es un nuevo enfoque, respetuoso con el medio ambiente, para controlar las plagas de nemátodos y potenciar el rendimiento agrícola sin necesidad de costosos productos químicos.

El CSIC pide cultivar trigo transg�nico para cel�acos

Científicos del organismo solicitan permiso para cultivar un trigo transgénico apto para celíacos en una parcela de Córdoba. La cosecha, media tonelada de grano, servirá para elaborar galletas y llevar a cabo un ensayo clínico con pacientes.

Los investigadores creen que el cereal podría llegar al mercado en cinco años

Una planta de reciclado convierte las aguas residuales en biocombustible

En Estados Unidos, BlackGold Biofuels, una empresa radicada en Filadelfia, ha abierto un nuevo centro en Charlotte, Carolina del Norte, que reciclará las aguas residuales de los restaurantes de la zona para fabricar biocombustible. Este centro utilizará como materia prima los residuos de los colectores de grasa de cocinas comerciales e institucionales generados durante el lavado de vajillas y la preparación de alimentos. Las partículas de basura y alimentos se separan de estas aguas residuales. La tecnología punta del centro extrae depura los aceites recuperados para utilizarlos en la producción de biocombustibles.

Se cree que este proyecto de reciclado ayudará a reducir la dependencia de los combustibles derivados del petróleo y la carta de trabajo de las depuradoras de aguas residuales de la zona. El proyecto también ayudará a evitar que los residuos de los colectores de grasas lleguen a los vertederos. La Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos afirma que las obstrucciones por grasas son una de las principales causas de rebosamiento del alcantarillado en todo el país. Los residuos de los colectores de grasas suelen ir a vertederos o esparcirse en los campos. Como pocas instalaciones disponen de las costosas infraestructuras necesarias para transformar este residuo en biogás para usos energéticos, buena parte de estos residuos acaban en la red de alcantarillado.

Una planta piloto producir� biocombustibles m�s baratos con un m�todo novedoso

Un gran reto de la producción comercial de biocombustibles celulósicos —los derivados de plantas herbáceas y leñosas— ha sido siempre el coste de transporte de la materia prima biomásica. La empresa Mercurius Biofuels LLC, radicada en Washington, construirá una planta piloto en Indiana con ayuda del Departamento de Energía.

La planta utilizará un procedimiento novedoso para transformar la biomasa celulósica en una sustancia química intermedia en forma líquida en pequeñas fábricas localizadas cerca de la fuente de la materia prima, de modo que resulte más económico enviarla a una gran instalación central donde se transformará en combustible. Mercurius utilizará ácidos para disgregar la celulosa y producir una sustancia intermedia denominada clorometilfurfural.

Transformar la celulosa en esta sustancia química es más eficiente que el proceso de fermentación tradicional, porque puede capturar todo el carbono disponible en la biomasa. La fermentación libera una tercera parte del carbono en forma de dióxido de carbono. Otra característica esencial del proceso es que se pueden separar fácilmente los ácidos utilizados y reciclarlos. El clorometilfurfural se puede convertir en gasóleo o queroseno utilizando procesos industriales parecidos a los procesos de refino del petróleo, por lo que se puede comercializar fácilmente. Se ha demostrado cada parte del proceso a pequeña escala, incluidas las fases finales de producción de gasóleo y queroseno que cumplen las especificaciones de automoción.

Sistemas enzim�ticos combinados para degradar la celulosa m�s eficientemente

Los investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables perteneciente al Departamento de Energía de EE.UU. y del Instituto Weizmann de Israel han observado un incremento radical de la disgregación enzimática de la biomasa vegetal gracias a la combinación de dos sistemas enzimáticos microbianos.

Las enzimas producidas por algunos microbios degradan de forma natural la celulosa que contiene la biomasa vegetal, de modo que los azúcares liberados pueden fermentarse para producir etanol. Sin embargo, las plantas poseen barreras naturales que hacen que sea más difícil para las enzimas actuar sobre la celulosa que contienen las paredes de sus células y superar esta barrera incrementa el coste de producción de los biocombustibles.

Los investigadores han explorado varios métodos de pretratamiento y combinaciones de enzimas que pueden acelerar la disgregación de la celulosa. El presente estudio, publicado en la revista Energy & Environmental Science, analizó los mecanismos degradadores de la biomasa de dos destacados sistemas enzimáticos. Uno es conocido como el "sistema enzimático libre", producido por un hongo, que es un cóctel de enzimas con uno o varios dominios catalíticos por enzima.

El otro se denomina celulosomas, que son complejos multienzimáticos producidos por una bacteria con múltiples unidades catalíticas por complejo. Cuando se combinan dos sistemas enzimáticos, las paredes de las células se deconstruyen de modo más eficiente. El microscopio electrónico de transmisión reveló diferentes mecanismos de disgregación de la celulosa en ambos sistemas enzimáticos. El conocimiento de estos mecanismos podría dar lugar a nuevas estrategias para modificar enzimas con el fin de obtener formulaciones óptimas para la producción de biocombustibles celulósicos.

Proyecto en las Islas Canarias: biocombustible derivado de los residuos del pl�tano

En España, los investigadores del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) trabajan en un proyecto que trata de optimizar el proceso de transformación de los residuos plataneros en biocombustibles de segunda generación. Las Islas Canarias producen grandes excedentes de plátano que no se venden y acaban en los vertederos en forma de residuos. La disponibilidad de la posible materia prima que serían los residuos de tallos y frutos del plátano llevaron a los investigadores del ITC a poner en marcha el proyecto de transformación de plátano en biocombustible. Ahora estudian cómo optimizar el proceso productivo, especialmente la proporción de materias primas introducidas para capturar el gas de cara a su transformación en biocombustible de segunda generación. Aunque el proyecto está todavía en una fase muy temprana, los investigadores esperan contribuir a reducir los residuos de la industria bananera de la zona y suministrar energía renovable a las islas.

Cassavabase, una base de datos de acceso abierto sobre la investigaci�n de la yuca

Seis meses después del lanzamiento del proyecto de investigación de la yuca NEXTGEN en la Universidad de Cornell, valorado en 25,2 millones de dólares, los científicos del proyecto han publicado Cassavabase, una base de datos que promueve la puesta en común de datos de acceso abierto.

Cassavabase contiene todos los datos fenotípicos y genotípicos generados por los programas de mejoramiento de la yuca que forman parte del proyecto NEXTGEN y pone los datos inmediatamente a disposición de todos los usuarios previamente a su publicación. El proyecto NEXTGEN tiene por objeto aplicar los últimos avances de la metodología de mejoramiento para mejorar la productividad y el rendimiento de la producción de yuca, incorporar la diversidad del germoplasma de yuca de América del Sur a los programas de mejoramiento africanos, formar a la próxima generación de fitomejoradores y mejorar las infraestructuras de las instituciones africanas.

Revisi�n de las pol�ticas agr�colas de la UE en relaci�n con los cultivos MG

Gemma Masip y sus colegas del Centro Agrotecnio de la Universidad de Lleida han evaluado los déficits de las actuales políticas de la Unión Europea en relación con los productos modificados genéticamente (MG). Según Masip, existe una enorme discrepancia en estas reglamentaciones.

En su artículo, publicado en la revista Trends in Plant Science, presentan estudios de casos que demuestran como las políticas agrícolas de la UE no solo afectan a la economía europea, sino también a la economía global. Por tanto, Masip recomienda una revisión exhaustiva del marco reglamentario de los cultivos MG.

Los agricultores afirman que los cultivos MG ofrecen ventajas de competitividad

Tom Billington, agricultor desde 1970 en South Twin Falls, Idaho, declara que los agricultores, para sobrevivir, deben adaptarse a los tiempos modernos y a la tecnología. Su granja experimentó un gran impulso tras utilizar semillas modificadas genéticamente (MG), que afirma que le han ayudado a mantenerse competitivo en un sector exigente. Billington es uno de los muchos agricultores del sur de Idaho que siembran cultivos MG. Y señala que, aunque las semillas MG son más caras, la producción es mejor. Ahora puede producir más cultivos, como alfalfa y maíz en una sola temporada, y solo aplica insecticida una o dos veces al año, en lugar de cinco.

Secuenciado el genoma del kiwi

Un equipo internacional de científicos, formado por Zhangjun Fei del Instituto Fitológico Boyce Thompson (BTI) de la Universidad de Cornell en Nueva York, Yongsheng Liu en la Universidad Tecnológica de Hefei, y Hongwen Huan del Jardín Botánico del Sur de China, ha secuenciado y ensamblado el proyecto de genoma del kiwi (Actinidia chinensis).

Este proyecto representa el primer genoma de un miembro de la orden Ericales y el tercero de toda la línea de Astéridas, después de la patata y el tomate. El genoma del kiwi es un valioso recurso para la genómica comparativa y los estudios evolutivos, especialmente en la línea de las Astéridas, que dispone de muchos menos recursos genómicos que la línea de las Rósidas. Esta información también supone la gran oportunidad de conocer mejor importantes eventos agronómicos, como el metabolismo de la vitamina C, y proporcionar información a los mejoradores para potenciar aún más el valor nutritivo de esta fruta.

Biotecnolog�a alimentaria: Gu�a del comunicador para mejorar la comprensi�n

La Fundación del Consejo Internacional de Información Alimentaria (IFIC) ha publicado una guía exhaustiva para los comunicadores sobre biotecnología alimentaria.

El libro, titulado «Biotecnología alimentaria: Guía del comunicador para mejorar la comprensión» (3ª edición) contiene información para el consumidor sobre los últimos avances científicos, presentada en forma de temas de conversación, un glosario, una presentación PowerPoint y recomendaciones para tratar con los medios de comunicación.

Identificada una v�a prot�nica en la fotos�ntesis

Organismos fotosintéticos como las plantas transforman la luz del sol, el dióxido de carbono y el agua en energía química almacenada en la membrana de células especiales en un proceso parecido a la carga de una batería.

Para comprender mejor este mecanismo de «carga», los científicos de la Universidad de Purdue investigaron una vía de transferencia protónica que interviene en el almacenamiento de energía en la fotosíntesis. William Cramer y sus colegas utilizaron la técnica de cristalografía por rayos X para estudiar la vía del complejo citocromo, que es un grupo de proteínas que transportan las mayoría de los protones que activan la «batería» celular de las plantas. Estas proteínas están formadas por varias secuencias de aminoácidos, incluidas las que intervienen en la cadena de transferencia protónica. Los científicos realizaron una descripción estructural de la transferencia protónica mediada por quinonas responsable de la generación del gradiente potencial electroquímico transmembrana en la fotosíntesis del oxígeno.

L�neas de ma�z de maduraci�n temprana con tolerancia a la sequ�a que podr�an salvar a los agricultores africanos

Se han identificado líneas parentales e híbridos de maíz con un alto nivel de tolerancia a la sequía entre los genotipos de maíz de maduración temprana y supertemprana desarrollados y conservados en el Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA). Este trabajo permitirá el desarrollo sostenible a corto plazo de variedades de maíz más resistentes con la doble característica de eludir y tolerar la sequía. En una presentación sobre el tema «Análisis genético y caracterización molecular de líneas de maíz autopolinizado de maduración temprana para la tolerancia a la sequía», realizada dentro de la serie de seminarios mensuales del Centro del IITA en África Occidental, Muhyideen Oyekunle afirmó que el 48 % de las líneas de maduración temprana analizadas por el IITA eran tolerantes a la sequía, con índices de tolerancia de entre 0,17 (bajo) y 15,31 (alto). Se estudió la tolerancia a la sequía de más de 150 líneas e híbridos de maíz autopolinizado de maduración temprana durante un período de dos años en seis zonas agroecológicas de Nigeria.

Los beneficios econ�micos globales de los cultivos MG se aproximan a los 100.000 millones d�lares

En una nota de prensa, PG Economics informa que, en su decimosexto año de comercialización, los cultivos biotecnológicos han proporcionado beneficios económicos sin parangón a los agricultores y considerables beneficios ambientales a los países productores.

Los incrementos de rendimiento conseguidos gracias a la menor presión de las plagas y las malas hierbas y al mejoramiento genético, así como a la reducción de los costes de producción, se han traducido en estos 16 años en casi 100.000 millones de dólares de renta para los agricultores.

«Cuando se le ha dado al agricultor la opción de producir cultivos MG, normalmente la tasa de adopción ha aumentado rápidamente. ¿Por qué? Los beneficios económicos que obtiene el agricultor están claros: más de 130 dólares por hectárea en 2011», declaró Graham Brookes, Director de PG Economics y coautor del informe. «La mayoría de estos beneficios son cada vez más para los agricultores de los países en desarrollo. El medio ambiente también se beneficia, ya que los agricultores tienden a adoptar prácticas de roturación de conservación, utilizan herbicidas más benignos para el control de las malas hierbas y sustituyen los insecticidas por cultivos MG resistentes a insectos. La reducción de las aplicaciones de plaguicidas y la opción por los sistemas de cultivo sin roturación siguen reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero de la agricultura.

Descubren los compuestos que desencadenan la producci�n de aceite en las microalgas

Investigadores de la Universidad de California-Davis han descubierto varios compuestos bioactivos que aumentan la productividad de aceite de las algas verdes microscópicas, fuente potencial de biodiésel y otros combustibles «verdes».

El estudio completo se ha publicado en Internet en la revista ACS Chemical Biology. Los investigadores de la UC-Davis utilizaron un procedimiento parecido al que se aplicó en el descubrimiento de un fármaco terapéutico para modular las vías metabólicas de los lípidos en microalgas productoras de aceite comercialmente viables. Dicho procedimiento identificó los compuestos químicos desencadenantes del crecimiento y de la producción de aceite por medio de un ensayo de microplacas, consistente en un conjunto piloto de moléculas bioactivas y cuatro cepas de microalgas oleaginosas anteriormente descritas como valiosas para aplicaciones de biocombustibles comerciales. Los compuestos de plomo obtenidos con el ensayo de microplacas se observaron posteriormente en cultivos de mayor tamaño y se cuantificaron y caracterizaron los lípidos producidos. Los investigadores identificaron varias moléculas pequeñas que incrementaban notablemente la productividad de los lípidos y que son prometedoras como sondas de las vías metabólicas de los lípidos en las microalgas. En virtud de los experimentos en grandes cultivos, estimaron que la productividad de los lípidos aumentaba hasta un 84 % sin reducción del crecimiento. Algunos de estos compuestos desencadenantes serían rentables en volúmenes de 50.000 litros, según sus cálculos. Algunos de los prometedores compuestos identificados son antioxidantes comunes como la epigalocatequina galata, que se encuentra en el té verde, y el hidroxianisol butilado (BHA), un conservante alimentario.

Nuevos catalizadores para transformar el etanol en butanol

Un equipo de investigadores británicos ha publicado el descubrimiento de una nueva familia de catalizadores que permite realizar una conversión altamente selectiva de etanol en n-butanol: un combustible alternativo para el transporte energéticamente más eficiente.

El butanol es un combustible alternativo avanzado que puede sustituir al etanol en las mezclas de gasolina porque tiene un mayor contenido energético y, por tanto, aumenta el rendimiento de kilometraje del combustible. En los últimos tiempos se han llevado a cabo investigaciones dedicadas a explorar las vías biosintéticas de producción de bioetanol, pero el problema han sido las bajísimas tasas de conversión. Por eso los investigadores buscan procesos catalíticos que puedan transformar el etanol —más fácil de conseguir— en butanol. Los catalizadores aceleran la transformación química reduciendo la energía necesaria para desencadenar reacciones. Muchos productores de etanol están muy interesados en estas tecnologías de conversión catalítica porque no sería necesaria tanta retroadaptación para producir butanol. Sin embargo, los procesos catalíticos tienen el problema de que su selectividad es escasa en la mayoría de los casos.

Los investigadores de la Universidad de Bristol han desarrollado catalizadores homogéneos de difosfina de rutenio para transformar el etanol en butanol, según comunicaron en la 245ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Americana. Los análisis preliminares indican que estos nuevos catalizadores son mejores que los que se utilizaban anteriormente, ya que presentan selectividad del n-butanol, alcanzando una tasa de conversión superior al 95 %. Estos nuevos catalizadores podrían reducir el coste de conversión de las plantas de etanol para la producción de butanol. Con estos nuevos catalizadores, el etanol producido por métodos convencionales se podría convertir en butanol sin una fase de reacción adicional.

Nuevas enzimas degradadoras de la biomasa obtenidas de un hongo intestinal de los caballos

Científicos estadounidenses han aislado una nueva especie de hongo del tracto digestivo de los caballos que presenta una elevada capacidad enzimática contra los materiales celulósicos y lignocelulósicos. La disgregación enzimática de la celulosa entramada con el duro polímero que es la lignina en el material biomásico constituye un serio problema para la transformación de biocombustible.

Los investigadores han estudiado el sistema digestivo de grandes herbívoros como las vacas y los caballos en busca de enzimas microbianas capaces de degradar eficazmente los sustratos de celulosa y lignocelulosa y obtener azúcares simples que fermentar para producir etanol. Los estudios realizados hasta ahora se habían centrado en las bacterias intestinales, pero los investigadores creen que los hongos intestinales representan una importante fuente de digestores de celulosa que secretan singulares y potentes complejos enzimáticos. Un estudio reciente realizado por los investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara y sus colaboradores del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad de Harvard investiga los hongos intestinales que habitan en el tracto intestinal de los caballos capaces de digerir hierba rica en lignina. En su informe presentado en la 245ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Americana, los investigadores describen el descubrimiento de una nueva especie de hongo intestinal anaeróbico y de las nuevas enzimas degradadoras de biomasa o «celulolíticas» que produce. Analizando el transcriptoma del hongo —el conjunto de material genético codificador de proteínas—, el equipo de investigación pudo identificar directamente y ensamblar la codificación de genes de las enzimas capaces de disgregar los sustratos celulósicos y lignocelulósicos. Actualmente tratan de identificar las enzimas más activas de este conjunto y transferir a levaduras los genes fúngicos que producen dichas enzimas, para aplicarlas a la producción industrial a gran escala.

Se dise�a la pared celular de una planta para mejorar la producci�n de az�cares para fabricar biocombustibles

Los investigadores del Instituto de Bioenergía (JBEI) del Departamento de Energía de EE.UU (DOE) han utilizado las herramientas de la biología sintética para reducir el contenido de lignina y mejorar la deposición de polisacáridos en las paredes celulares de plantas modificadas genéticamente. La biomasa de estas plantas se puede degradar más fácilmente para obtener azúcares fermentables para producir biocombustible.

Los azúcares polisacáridos presentes en la pared celular de materias celulósicas como las hierbas y los árboles están confinados en un duro polímero denominado lignina que dificulta la extracción de estos azúcares y el acceso a enzimas degradantes antes de su fermentación para producir etanol. Para liberar estos azúcares de su jaula de lignina, hacen falta costosos pretratamientos. El elevado coste de estos pretratamientos es un importante obstáculo para la comercialización de los biocombustibles celulósicos. Reducir el contenido de lignina de la biomasa lignocelulósica no es fácil porque puede reducir la productividad de la biomasa debido a la pérdida de integridad de los vasos, los tejidos clave que transportan y distribuyen el agua y los nutrientes desde las raíces hasta las partes que sobresalen del suelo. Para resolver el problema de la lignina, los científicos del JBEI han reconexionado la red de células secundarias de la planta modelo Arabidopsis thaliana cambiando el promotor de un gen clave de la lignina. Esta modificación desconecta la expresión del gen de la lignina de la red reguladora de las fibras y reconexiona la biosíntesis de la lignina para la formación de los vasos.

Gracias a la modificación del promotor, se introduce también el mecanismo denominado «circuito de realimentación positiva artificial» (APFL) para aumentar la deposición de polisacáridos en las células de fibra. El resultado es una planta modificada sana, que acumula lo bueno (polisacárido) y reduce el polímero problemático (lignina). En comparación con las plantas no modificadas, el proceso de disgregación enzimática de estas plantas libera mejor el azúcar de su biomasa.

Sweet 17, nuevo transportador de az�cares en las plantas

Los investigadores del INRA en Versalles-Grignon han descubierto que la proteína SWEET 17 es la responsable del transporte de fructosa en las plantas. Este descubrimiento se publicó en el número de abril de la revista Current Biology.

Este gen se descubrió a través del análisis molecular de una Arabidopsis thaliana obtenida de Alemania y Tayikistán y cultivada con diferentes concentraciones de nitrógeno. El gen codificador de la proteína SWEET 17 forma parte de una familia de proteínas presente en muchos organismos, tanto humanos como microorganismos y plantas, y en algunos casos intervienen en el transporte de glucosa o sucrosa en la membrana celular. Este estudio ofrece buenas oportunidades de aplicación para variar la composición de azúcar de especies cultivadas para usos alimentarios e industriales.

Convenci�n nacional de AUSVEG

AUSVEG es la principal entidad representativa de los 9.000 productores australianos de hortalizas y patatas y celebrará su convención nacional del 30 de mayo al 1 de junio en Jupiters Gold Coast. En ella participarán expertos en tecnologías de producción alimentaria de todo el mundo.

Entre otras cosas, habrá ponencias sobre soluciones innovadoras para garantizar la sostenibilidad del agua por medio de hidromembranas (Yalman a. Khan), la aplicación de la biología sintética en el desarrollo de superplantas resistentes y prolíficas (Prof. Lars Nielson de los Institutos Australianos de Bioingeniería y Nanotecnología), y la simbiosis de las plantas (Dr. Rusty Rodríguez). Según el responsable de comunicación de AUSVEG, Hugh Gurney: «Estas tecnologías parecen cosa de Star Trek, pero en realidad se están desarrollando ahora mismo y se cree que, cuando se adopten, facilitarán la prosperidad de los productores australianos.

La ITIF recomienda pol�ticas para hacer frente a los retos de la seguridad alimentaria y el cambio clim�tico a trav�s de la biotecnolog�a

La Fundación Internacional de Tecnología e Innovación (ITIF) ha publicado un informe donde explica por qué la innovación agrícola avanzada, incluido el desarrollo y cultivo de productos biotecnológicos de nueva generación, es una respuesta importante a los crecientes retos de la seguridad alimentaria y el cambio climático.

Según Val Giddings y otros autores del informe, es necesario producir variedades de cultivos nuevas y mejoradas que consuman menos agua, aumenten la productividad y mejoren la nutrición, y que dispongan de medios para hacer frente a formas de estrés biótico y abiótico. Para ello, la agricultura necesitará todas las herramientas de que pueda disponer, incluidas las más nuevas: los organismos modificados genéticamente o transgénicos. Los autores describen tres políticas que podrían aplicarse a escala nacional e internacional para crear un ecosistema favorable a la innovación agrícola, capaz de producir tecnologías de nueva generación que satisfagan las urgentes necesidades de la población en un planeta que se calienta.

Estas políticas son:

* Aumento de la inversión pública mundial en innovación agrícola avanzada.

* Refuerzo de la normativa que regula los OMG por parte de los gobiernos de todo el mundo.

* Creación o fortalecimiento de instituciones que actúen como Centros de Innovación para la Excelencia.

Un equipo internacional de investigadores secuencia el genoma de la naranja

Un equipo internacional de científicos de China y Singapur ha secuenciado el genoma de la naranja (Citrus sinensis). Los científicos pertenecientes a la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación de Singapur (A*STAR), del Instituto de Genómica de Singapur (GIS) y de la Universidad Agrícola de Huazhong en China y sus colegas compararon el genoma de la naranja con el del pomelo (C. grandis) y la mandarina (C. reticulata) utilizando marcadores de repetición de secuencia simple y marcadores de polimorfismos de un solo nucleótido, y descubrieron que una cuarta parte de los marcadores de la naranja coincidían con los del pomelo y tres cuartas partes coincidían con los de la mandarina. También estudiaron los datos del genoma para entender la producción de vitamina C, uno de los eventos más importantes del cultivo.

Buscaron genes similares al GalUR, que produce una enzima clave en la vía de producción de vitamina C y encontraron 18 copias que alcanzan un alto grado de expresión en el fruto del naranjo. El genoma de la naranja facilitará el estudio de otros eventos importantes, como la resistencia a enfermedades, el sabor, el contenido de azúcar y el color del fruto. Xiaoan Ruan del GIS declaró que «gracias a este trabajo dispondremos de nuevas herramientas y procedimientos de fitomejoramiento a través de la modificación genética para elevar el rendimiento de producción de vitamina C». El equipo publicó los resultados de su estudio en la revista Nature Genetics.

El genoma de la tortuga, descodificado

Científicos de varias instituciones han descodificado por fin el genoma de la tortuga pintada (Chrysemys picta bellii), una de las especies de tortuga más extendidas y abundantes y también más estudiadas del mundo.

En virtud de los datos obtenidos, si la tortuga se caracteriza por su lentitud de movimientos, también la evolución genómica tuvo lugar a un ritmo mucho más lento que el de otros animales. La tortuga pintada es conocida por ser el vertebrado más tolerante a la anoxia, ya que es capaz de sobrevivir hasta cuatro meses bajo el agua, según la temperatura. De acuerdo con los autores del estudio, el genoma de la tortuga pintada podría ofrecer información importante para el tratamiento de varios trastornos de la salud en el ser humano, como la anoxia y la hipotermia.

Proyecto para desarrollar ma�z autofertilizante

La Fundación Bill y Melinda Gates (BMGF) subvencionará un proyecto de investigación para desarrollar una variedad de maíz capaz de crear su propio fertilizante.

A escala mundial, esta iniciativa podría reducir el consumo de fertilizantes artificiales y, por tanto, la contaminación del medio ambiente. El equipo internacional de científicos que participan en este proyecto de investigación está encabezado por el Profesor Jens Stougaard de la Universidad de Aarhus (Dinamarca). Antes de embarcarse en este estudio, Stougaard dirigió un equipo de investigadores que ya descubrió cómo las leguminosas pueden establecer relaciones simbióticas con bacterias capaces de aprovechar el nitrógeno del aire para que la planta —por decirlo rápidamente— crease su propio fertilizante.

Si el proyecto tiene éxito, este método será económico y sostenible para los agricultores: económico, porque el mecanismo de fertilización estará incorporado en el grano que ya utilicen; sostenible, porque no será necesario utilizar fertilizantes, evitándose así la contaminación del medio ambiente. A largo plazo, los resultados del proyecto podrían tener importantes repercusiones en todo el mundo.

Un nuevo centro de investigaci�n para potenciar el mejoramiento del ma�z en �frica

Se va a crear un nuevo centro de maíz doble haploide (DH) en el Programa de Maíz Global del CIMMYT. La tecnología DH reduce el coste y el tiempo de los trabajos de mejoramiento gracias a la rapidez en el desarrollo de líneas de maíz homocigóticas, que acelera el desarrollo y lanzamiento de variedades de maíz de élite.

El centro DH será financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates y se construirá en la Estación Experimental de Kiboko, en un solar facilitado por el Instituto de Investigación Agrícola de Kenia (KARI). Esta instalación será además un centro de formación de científicos y personal técnico de varios programas nacionales africanos, así como de pequeñas y medianas empresas de producción de semillas que puedan no disponer de instalaciones de mejoramiento avanzadas.

También aumentará la capacidad del CIMMYT para generar líneas DH que tengan un uso efectivo en programas de mejoramiento africanos, como el Maíz tolerante a la sequía en África, el Maíz higroeficiente para África, el Maíz mejorado para suelos africanos y el Maíz HarvestPlus en África. El proyecto Maíz DH África construirá el centro y perfeccionará la tecnología DH en colaboración con la Universidad de Hohenheim (Alemania).

El Presidente de Tanzania quiere utilizar OMG

El Presidente de Tanzania, su Excelencia Jakaya Kikwete, se ha pronunciado en favor de un cambio de la mentalidad negativa que existe en su país sobre la adopción de los organismos modificados genéticamente (OMG).

Instó a los científicos de su país a investigar para determinar la practicidad de esta tecnología con el fin de que el Gobierno pueda actuar en consecuencia. Tras poner de manifiesto que no se ha demostrado la existencia de efectos negativos serios, consideró ilógico oponerse a la aplicación de esta tecnología, en un momento en que el Gobierno tiene varios proyectos para modernizar los métodos de producción agraria. El Presidente hizo estas declaraciones en su visita al Instituto de Investigación Agrícola Mikocheni de Dar es Salaam.

El Sr. Kikwete también instó al Ministerio de Agricultura, Seguridad Alimentaria y Cooperativas a ofrecer oportunidades de empleo a jóvenes científicos. El Ministro de Agricultura, Ing. Christopher Chiza, declaró que no sería posible conseguir nada en la agricultura sin utilizar la biotecnología. Durante una reunión anterior con los delegados, el Director del Instituto, Dr. Joseph Ndunguru, declaró haber recibido el mandato de promover la investigación para el desarrollo del subsector del coco y la producción de cultivos arbóreos a lo largo del litoral tanzano.

Un informe analiza las futuras sinergias entre alimentos y biocombustibles

Una parte del informe «El consumo de alimentos, combustibles y fitonutrientes en el futuro», publicado por el Consejo de Agronomía y Tecnología (CAST) describe escenarios que aumentarían la producción de piensos sobre una misma superficie de terreno gracias a las sinergias que ofrece la producción de biocombustible celulósico. Los autores del informe CAST aportan ideas al debate de los alimentos frente a los combustibles. Afirman que «la misma instalación que produce materia prima pretratada para la producción de biocombustible puede producir piensos mejorados para rumiantes».

Según su análisis, es probable que el incremento de la producción de biocombustible celulósico vaya acompañado de grandes incrementos en la producción de piensos para rumiantes, con el consiguiente aumento de proteína y energía digestible. Estos dos cambios tendrán el efecto de que se utilice el suelo de modo más eficiente para satisfacer las necesidades de alimentos (en concreto piensos) y biocombustibles. Uno de los escenarios descritos en el informe es la cosecha temprana de materias primas como la alfalfa y hierbas de alto contenido proteínico, para aprovechar la fracción celulósica en la producción de biocombustible y concentrar la proteína en piensos. También se puede coproducir proteína para piensos junto con los biocombustibles por medio de la levadura usada.

Para aumentar la producción de biomasa con destino a piensos y biocombustibles será preciso prestar mucha atención a las necesidades de fitonutrientes. «Existe una necesidad urgente de apoyar la investigación y el desarrollo para reducir la superficie total de suelo necesario para la producción de biocombustible integrando la producción de piensos con la producción de biocombustible celulósico, así como de recuperar y reciclar fitonutrientes esenciales durante la producción del biocombustible», concluye el informe.

El ma�z biotecnol�gico dispara la productividad de bioetanol

En Iowa (EE.UU.), los productores de bioetanol reclutan agricultores para cultivar el maíz biotecnológico conocido como Enogen, que está diseñado para lograr una producción de etanol más eficaz.

La compañía suiza Syngenta ha desarrollado el híbrido Enogen para ofrecer a los productores de etanol la posibilidad de mejorar su eficacia. Estados Unidos aprobó su cultivo comercial en 2011. Este híbrido patentado contiene un gen microbiano que codifica una enzima alfa-amilasa termoestable, la enzima principal utilizada en la producción de etanol a base de maíz triturado en seco. La alfa-amilasa se expresa directamente en el endoesperma del grano de maíz y agiliza la disgregación del almidón en azúcar, que es el primer paso para transformar el grano en etanol.

Según Syngenta, la alfa-amilasa de Enogen queda inactiva mientras el grano permanece intacto, pero cuando se tritura, se libera para disgregar el almidón. Si se utiliza el grano Enogen como materia prima, prácticamente se elimina la necesidad de añadir alfa-amilasa comercial líquida durante el proceso. El grano Enogen también acelera el proceso de fermentación, ya que reduce o elimina la necesidad de ajustar el pH con sustancias químicas. De este modo, se puede producir mayor cantidad de etanol con la misma cantidad de maíz. También se mejora el rendimiento del proceso reduciendo el coste de calentamiento y enfriamiento de la mezcla y, por tanto, el consumo de agua y energía. Una planta de 380 millones de litros que utilizase maíz Enogen podría ahorrar 1,7 millones de agua, 1,3 millones de kWh de electricidad y 244.000 millones de BTU de gas natural, reduciendo al mismo tiempo las emisiones de dióxido de carbono en 48.000 toneladas, según Syngenta. Algunos productores de bioetanol de Iowa han comenzado a utilizar el maíz Enogen a nivel comercial, ante los buenos resultados de las pruebas realizadas. Ahora colaboran con Syngenta para animar a otros agricultores a cultivar Enogen con determinados requisitos de producción y gestión. A cambio, se garantiza a los agricultores una prima de 40 céntimos de dólar por bushel (0,04 m3).

El genoma del melocot�n da ideas para la producci�n de cultivos biocombustibles

En el último número de Nature Genetics, un equipo de científicos que integran la Iniciativa Internacional del Genoma del Melocotón ha publicado la secuencia genómica de la variedad Lovell de melocotón (Prunus persica), con 265 millones de bases. A raíz de este avance, los científicos del Instituto Genómico del Departamento de Energía de EE.UU. (DOE JGI) piensan ya en cómo utilizar el genoma del melocotón para estudiar genes de especies de árboles afines que pueden utilizarse como materias primas biocombustibles.

El álamo es una posible fuente de materia prima biocombustible de segunda generación y una de las especies emblemáticas del DOE JGI, cuyo genoma tiene un notable parecido con el del melocotón, según Jeremy Schmutz, jefe del Programa Plantas del DOE JGI y miembro del consorcio que secuenció el genoma del melocotón. Por este motivo, los investigadores no solo podrán utilizar el genoma del melocotón para estudiar la genética de este fruto, sino también para profundizar en el conocimiento de la biología básica del álamo a fin de aumentar la eficiencia del proceso de conversión en biocombustible. El melocotón puede utilizarse como planta modelo para estudiar los genes del álamo y este conocimiento puede aplicarse al desarrollo de árboles más eficientes. Por ejemplo, tal como demuestran los estudios actuales, el genoma del melocotón puede aportar información sobre las vías metabólicas que intervienen en la biosíntesis de la lignina, que es el principal obstáculo para la conversión de la biomasa leñosa en bioetanol.

Uno de los eventos más interesantes para los científicos del DOE JGI es el denominado gen «perenne» del melocotón, que prolonga su temporada de cultivo. La idea es utilizar el gen «perenne» del melocotón para buscar un gen parecido en el álamo. Según Daniel Rokhsar, jefe del Programa Eucariótica del DOE JGI, se podría manipular el evento «perenne» en el álamo para aumentar su rendimiento biomásico para la producción de biocombustible.

Publicado el mapa gen�tico de dos ecotipos distintos de pasto aguja

Un consorcio internacional de científicos ha publicado los primeros mapas genéticos completos del pasto aguja (Panicum virgatum L.) en la revista Bioenergy Research.

El pasto aguja es una hierba perenne que ha sido objeto de intensa investigación desde 1992, año en que el Departamento de Energía de EE.UU. seleccionó esta especie como modelo herbáceo para su Programa de Desarrollo de Materias Primas Biocombustibles. La investigación bioenergética del pasto aguja ha estado orientada a mejorar su rendimiento biomásico y a reducir su recalcitrancia (la falta de disponibilidad de los azúcares atrapados en la biomasa celulósica que dificulta la producción de bioetanol).

Guiándose por estos objetivos, un equipo internacional de investigadores se embarcó en un estudio de cartografía genética para desvelar los numerosos secretos que encierra el genoma del pasto aguja y que pueden ser la clave para aumentar el rendimiento biomásico y la eficiencia del proceso de conversión en etanol. El mapa genético publicado se obtuvo a partir de una población de mapeo de hermanos completos derivada de un cruce entre dos cultivares de contraste: el «Alamo» de tierras bajas (AP13) y el «Summer» de tierras altas (VS16).

Los análisis comparativos entre los mapas AP13 y VS16 relevan una elevada colinealidad entre ambos, con parecidos órdenes de marcadores y tasas de recombinación. Esto indica que debería existir libre intercambio genético entre estos dos ecotipos y, por tanto, debería poderse lograr el mejoramiento genético mediante la transferencia de eventos favorables desde las tierras bajas con mayor rendimiento biomásico hasta las tierras altas más tolerantes al frío, y viceversa. Los marcadores genéticos cartografiados ofrecerán información útil, no sólo para avanzar en el conocimiento del genoma del pasto aguja, sino para identificar los genes asociados con eventos cuantitativos y cualitativos para la producción bioenergética.

Est�mulo a la innovaci�n en recursos fitogen�ticos en Bruselas

El 23 de abril se celebrará en Bruselas un evento titulado «Estimulo a la innovación en recursos fitogenéticos», donde se analizarán las distintas formas que tiene la Asociación Europea para la Innovación de ayudar a potenciar la innovación en este ámbito y se destacarán aquellas iniciativas del sector de fitomejoramiento que puedan servir de plataforma para el desarrollo futuro de la propia AEI.

El estudio de una levadura podr�a ser clave para el desarrollo de nuevos f�rmacos contra el colesterol y antif�ngicos

La mutación en la levadura que carece del gen Set1 que codifica la metiltransferasa podría ser clave para producir fármacos reductores del colesterol en el ser humano.

La ausencia de metiltransferasa en las plantas disminuye la producción de ergosterol, que es parecido al colesterol humano. «Si pudiéramos diseñar un inhibidor de la metiltransferasa, podríamos obtener otro fármaco reductor del colesterol celular o bien uno capaz de actuar conjuntamente con los actuales reductores del colesterol», afirma Scott Briggs, coautor del artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Además, la misma levadura mutante resultó ser sensible a un metabolito antifúngico denominado Brefeldin A.

«Sin metiltransferasa, las células crecen más lentamente en presencia de este metabolismo antifúngico», declaró Paul South, también coautor de este artículo. «Esto significa que un fármaco inhibidor de la metiltransferasa podría utilizarse también como antifúngico y ser un instrumento más contra las infecciones fúngicas resistentes a fármacos».

La UE financia la investigaci�n de plantas infrautilizadas

La Unión Europea ha destinado 9 millones de euros a financiar un proyecto quinquenal para desarrollar plantas resistentes a la sequía con el fin de producir biocombustibles y productos biológicos.

Esta iniciativa —parte del 7º Programa Marco de la UE— se dedicará al estudio de cultivos no alimentarios infrautilizados, como el álamo y dos hierbas perennes —el miscanto y el junco gigante Arundo—, escogidos por su rápido crecimiento y potencial de producción de bioenergía y biomasa.

El consorcio multinacional integrado por 14 socios del ámbito académico y 7 pequeñas y medianas empresas investigará eventos y genes relacionados con la higroeficiencia de la especie objeto de estudio.

Identificado un gen que permite cultivar ma�z en suelos pobres

Se observó que las variedades de maíz que prosperaban en suelo ácido contenían tres copias de un determinado gen.

La expresión de estos genes permite a las plantas tolerar altos niveles de aluminio en suelos ácidos. Según Matias Kirst, coautor y miembro del Instituto de Genética: «averiguar qué genes confieren a las plantas mayor tolerancia al aluminio es crucial para los agricultores que producen cultivos cuya productividad no es óptima debido a la acidez del suelo».

Los resultados también indican que el número de copias del gen podría ser una respuesta evolutiva rápida a nuevos ambientes o al cambio climático. El gen triplicado podría utilizarse en última instancia para mejorar o modificar genéticamente las plantas con el fin de que se adapten a suelos con altos niveles de aluminio.

El tomate �Dama de Hierro� de Cornell resiste a tres enfermedades f�ngicas

Un equipo de científicos de la Universidad de Cornell, encabezados por la Profesora de Fitomejoramiento y Genética Martha Mutschler-Chu, ha desarrollado un tomate resistente a tres enfermedades fúngicas que han causado problemas a los productores durante años: el tizón tardío, el tizón temprano y la mancha foliar por Septoria.

La variedad de tomate «Dama de Hierro» (Iron Lady) es un cruce entre una línea de triple resistencia de Cornell y una línea resistente al tizón tardío y temprano de la Universidad del Estado de Carolina del Norte y es el primer híbrido de esta clase que llega al mercado. Además de resistente al tizón tardío, tolerante al tizón temprano y resistente a la mancha foliar por Septoria, la Dama de Hierro también es resistente a la verticiliosis y a la fusariosis.