Biotecnología de alimentos

Definiendo la biotecnología

En términos generales, la biotecnología se puede definir como un conjunto de técnicas en que se utilizan organismos vivos, partes de ellos o moléculas derivadas de organismos vivos para fabricar o modificar productos. además, comprende aquellas técnicas de modificación genética de variedades de plantas, animales o microorganismos para su utilización con un propósito específico.

las principales disciplinas que se aplican en el ámbito de la biotecnología son la microbiología, la bioquímica y la ingeniería genética.

La biotecnología posee la capacidad de cambiar la comunidad industrial del siglo xxi debido a su potencial para producir cantidades prácticamente ilimitadas de:

· Sustancias de las que nunca se había dispuesto antes

· Productos que se obtienen normalmente en cantidades pequeñas

· Productos con costo de producción mucho menor que el de los fabricados por medios convencionales

· Productos que ofrecen mayor seguridad que los hasta ahora disponibles

· Productos obtenidos a partir  de nuevas materias primas más abundantes y baratas

Objetivos de la biotecnología de Alimentos 

El objetivo fundamental de la biotecnología de alimentos es la investigación acerca de los procesos de elaboración de productos alimenticios mediante la utilización de organismos vivos o procesos biológicos o enzimáticos, así como la obtención de alimentos genéticamente modificados mediante técnicas biotecnológicas.

Areas de aplicación

Los aportes de la biotecnología para apoyar los procesos productivos de la industria alimentaria y agroalimentaria se enfocan a dos grandes líneas prioritarias de investigación:

1. tecnología enzimática y biocatálisis

2. alimentos genéticamente modificados

1. tecnología enzimática y biocatálisis

El área de tecnología enzimática y biocatálisis incluye el extenso campo de las fermentaciones en procesamiento de alimentos, así como la mejora genética de microorganismos de aplicación en tecnología de alimentos y la producción de proteínas y enzimas de uso alimentario.

Fermentaciones

La fermentación es la transformación de una sustancia orgánica (generalmente un carbohidrato) en otra utilizable, producida mediante un proceso metabólico por microorganismos o por enzimas que provocan reacciones de oxidación-reducción, de las cuales el organismo productor deriva la energía suficiente para su metabolismo. las fermentaciones pueden ser anaeróbicas, si se producen fuera del contacto con el aire, o aeróbicas, que sólo tienen lugar en presencia de oxígeno.

las fermentaciones más comunes en la industria de alimentos son la del azúcar, con formación de alcohol etílico, en la elaboración de vino, cerveza, sidra; la del alcohol, con formación de ácido acético, en la elaboración del vinagre; y la fermentación láctica, en la elaboración de quesos y yogures.

actualmente en la industria fermentativa se utilizan tanques de fermentación en los que ésta se realiza en condiciones controladas de temperatura y presión y que permiten regular constantemente la  entrada y salida de productos.

Los diversos tipos de fermentaciones en la industria de alimentos se pueden clasificar de la siguiente manera:

- Fermentaciones no alcohólicas

· panadería (fermentación por levaduras de panadería)

· vegetales fermentados (encurtidos en general)

· ensilado (fermentación de forraje)

- Fermentaciones alcohólicas

· Vino (fermentación alcohólica y maloláctica)

· Cerveza

· Sidra

· Destilados

· Vinagre (transformación de alcohol en ácido acético por fermentación con acetobacter)

- Fermentaciones cárnicas

· Embutidos crudos curados (salame, chorizo español, etc.)

· Jamón serrano (producto curado)

· Productos de pescado fermentado (fermentación en filetes de pescado ahumado)

- fermentaciones lácticas

· Leches fermentadas en general

· Yogur (fermentación de leche con microorganismos acidificantes, como lactobacillus)

· Quesos (fermentación con determinados cultivos bacterianos inoculados)

· bebidas lácticas alcohólicas (kefir)

- fermentaciones locales especiales

· Salsa de soya

· Miso

· Tofu

· Otros productos

Otras aplicaciones en tecnología enzimática y biocatálisis

- Mejora genética de microorganismos

Obtención de cepas recombinantes de microorganismos de utilidad en tecnología de alimentos, mediante técnicas de ingeniería genética. se obtienen así microorganismos como levaduras industriales que poseen una mayor adaptación y eficacia en los procesos fermentativos, o bacterias capaces de producir determinadas enzimas de utilidad en procesamiento de alimentos.

- Producción de proteínas y enzimas de uso alimentario

producción de enzimas con una actividad enzimática dada, a partir de células microbianas. esta actividad se vale de varias disciplinas, como la microbiología, la ingeniería genética, ingeniería de proteínas e ingeniería bioquímica. se obtienen así enzimas que transforman el azúcar en polímeros, enzimas que hidrolizan la lactosa de la leche para hacerla más digerible, enzimas que se utilizan en enología, etc.

- Diseño de procesos enzimáticos

Con los catalizadores disponibles o desarrollados, enzimas o células, libres o inmovilizadas, se pueden llevar a cabo procesos enzimáticos o fermentativos en reactores de diversas características, las que se determinarán para cada proceso específico. así, se ha desarrollado, por ejemplo, una línea de procesos de extracción enzimática de principios activos vegetales para la transformación de materias primas. tal es el caso de un proceso biológico para la extracción de aceite de coco, sin usar solventes ni extractores mecánicos.

Líneas de investigación en tecnología enzimática y biocatálisis

En la actualidad se están llevando a cabo diversos avances en los campos de investigación referentes a tecnología enzimática y biocatálisis, en particular el estudio del metabolismo y mejoramiento genético de levaduras industriales, así como la expresión de enzimas específicas mediante cepas microbianas recombinantes.

Algunas de las líneas de investigación en desarrollo actual son las que se describen a continuación:

- bacterias lácticas

· Utilización de técnicas y desarrollo de métodos para la detección e identificación de bacterias lácticas, utilizadas como cultivos iniciadores de fermentaciones alimentarias.

· Estudios sobre el metabolismo de bacterias lácticas, incluyendo metabolismo de azúcares, regulación de la glucólisis e incidencia en la producción de volátiles y la calidad de productos lácteos.

- Biología molecular de levaduras industriales

· Estudio de mecanismos moleculares implicados en la fisiología de levaduras industriales durante los procesos fermentativos que llevan a cabo.

· Estudio de los mecanismos moleculares de la respuesta a estrés osmótico en levaduras industriales.

· Modificación genética de cepas de levaduras industriales para conseguir una mayor adaptación y eficacia en los procesos fermentativos.

- Enzimas y levaduras vínicas

· Utilización de técnicas de selección e identificación de levaduras vínicas.

· Estudios de la fisiología de levaduras vínicas durante los procesos de fermentación.

· Modificación genética de levaduras vínicas.

· Estudios sobre la aplicación de enzimas en enología.

· producción de enzimas de interés enológico.

- Estructura y función de enzimas

· Estudios de la relación entre estructura y función de proteínas.

· Producción heteróloga de enzimas por cepas microbianas.

- Levaduras de panadería

· Aislamiento y caracterización de microorganismos con aplicación potencial en la industria de panadería.

· Estudios sobre el metabolismo de levaduras de panadería.

· Expresión heteróloga de genes que codifican enzimas de interés en los procesos de panificación.

- taxonomía molecular

· Aplicación de técnicas moleculares para la detección e identificación de bacterias en alimentos. Detección e identificación de bacterias patógenas por pcr.

2. Alimentos genéticamente modificados

Qué son los alimentos genéticamente modificados

La demanda de alimento global ha aumentado la necesidad de cultivos mejorados. la biotecnología ofrece la tecnología necesaria para producir alimentos más nutritivos y de mejor sabor, rendimientos más altos de cosecha y plantas que se protegen naturalmente contra enfermedades, insectos y condiciones adversas.

La tecnología de alimentos genéticamente modificados (también llamados alimentos transgénicos) permite efectuar la selección de un rasgo genético específico de un organismo e introducir ese rasgo en el código genético del organismo fuente del alimento, por medio de técnicas de ingeniería genética. Esto ha hecho posible que se desarrollen cultivos para alimentación con rasgos ventajosos específicos u otros sin rasgos indeseables.

en lugar de pasar 10 o 12 años desarrollando plantas a través de métodos de hibridación tradicional, mezclando millares de genes para mejorar un cultivo determinado, la biotecnología actual permite la transferencia de solamente uno o pocos genes deseables, obteniendo cultivos con las características deseadas en tiempos muy cortos.

Principales aplicaciones en alimentos genéticamente modificados

Las ventajas ofrecidas por la biotecnología de modificación genética se aplican fundamentalmente en el mejoramiento de cultivos agrícolas.

Las principales aplicaciones se ven en cultivos con las siguientes características:

· Resistencia a enfermedades y plagas

· Resistencia a sequías y temperaturas extremas

· aumentos en la fijación de nitrógeno (permitiendo reducir el uso de fertilizantes)

· Resistencia a suelos ácidos y/o salinos

· Resistencia a herbicidas (permitiendo eliminar malezas sin afectar el cultivo)

· Mejoramientos en la calidad nutricional

· Modificaciones para obtener cosechas más tempranas

· Mejor manejo de postcosecha

· Otras características de valor agregado

Ventajas de los alimentos genéticamente modificados

Las ventajas ofrecidas por los alimentos gm pueden resumirse en los siguientes aspectos principales:

- Mejoras nutricionales

Se pueden efectuar modificaciones genéticas para obtener alimentos enriquecidos en aminoácidos esenciales, alimentos con contenido modificado de ácidos grasos, alimentos con alto contenido de sólidos, o alimentos enriquecidos en contenido de determinadas vitaminas o minerales, entre otras características de calidad nutricional.

- Mayor productividad de cosechas

Se pueden obtener cultivos para alimentación genéticamente modificados que presenten resistencia natural a enfermedades o plagas, condiciones climáticas adversas o suelos ácidos o salinos, aumento en la fijación de nitrógeno de las plantas, resistencia a herbicidas. todo esto permite reducir notablemente el daño a los cultivos y aumentar la productividad agrícola en cifras cercanas al 25%.

- Protección del medioambiente

Los cultivos biotecnológicos que son resistentes a enfermedades e insectos reducen la necesidad del uso de pesticidas agroquímicos, lo que se traduce en una mucho menor exposición de aguas subterráneas, personas y ambiente en general a residuos químicos.

- Alimentos más frescos

Cultivos a los cuales se ha modificado los genes que regulan la velocidad de maduración de frutos permiten obtener variedades de maduración lenta, de modo de permitir manejos de postcosecha o transportes de más larga duración sin que los alimentos lleguen al consumidor en estados avanzados de madurez.

Principales especies cultivadas de alimentos genéticamente modificados

Los principales cultivos genéticamente modificados para alimentación que se utilizan hoy en día son soya, maíz, canola, tomate, papas y calabaza; considerándose los tres principales soya, canola y maíz.

Por su repercusión en europa, los casos de la soya y el maíz transgénicos resultan de especial relevancia. la soya se utiliza en un 40-60% de los alimentos procesados: aceite, margarina, alimentos dietéticos e infantiles, cerveza, etc. el 2% de la soya producida en estados unidos es transgénica, de la que un 40% se exporta a europa.

la utilización de plantas transgénicas en programas de mejora se va incrementando día a día. Algunos expertos han llegado incluso a predecir que hacia el año 2005, el 25% de la producción agrícola en europa lo será de plantas transgénicas.

Nota: "canola" es  una combinación de dos palabras: canadiense y aceite (oil). la canola fue desarrollada por cultivadores canadienses con técnicas tradicionales de cultivo, específicamente por sus cualidades nutricionales. Las semillas se prensan, obteniéndose el aceite de canola para consumo humano, y el resto se procesa para obtener alimento para ganado. Reconocida ya por sus beneficios para la salud, la investigación ahora se está llevando a cabo para mejorar aun más el perfil nutricional de la canola.

Algunos ejemplos destacables de alimentos gm

- Soya resistente a glifosato

Es una variedad de soya transgénica obtenida por la compañía estadounidense monsanto, a la que se le ha transferido un gen que produce resistencia al glifosato, componente activo del herbicida "roundup". esto permite la utilización del herbicida sin afectar el cultivo, permitiendo que se alcancen mayores niveles de productividad.

- Maíz resistente a glufosinato y a ostrinia nubilabis

Maíz transgénico producido por la multinacional ciba-geigy (hoy novartis), resistente al glufosinato de amonio (componente activo del herbicida "basta"), y resistente además al ostrinia nubilabis, un insecto que horada el tallo de la planta destruyéndola.

- Tomate de maduración lenta

Se han obtenido plantas transgénicas de tomate con genes que alargan el período de conservación y almacenamiento evitando la síntesis de la poligalacturonasa que produce el reblandecimiento del fruto. así, se tienen ventajas en cuanto al manejo postcosecha de tomates, que pueden soportar períodos más largos de almacenamiento o transporte y llegar en buenas condiciones al consumidor final.

- Arroz dorado

Es una variedad de arroz obtenida por modificación genética para contener betacaroteno, una pro-vitamina que en el organismo se transforma en vitamina a. esto puede significar una gran ayuda para países en vías de desarrollo en los que se sufre masivamente de deficiencia de vitamina a, condición que puede llevar a muchos casos de ceguera. muchos de estos países, además, tienen justamente al arroz como la base de su alimentación.

Consideraciones de seguridad para alimentos gm

El uso de procesos biotecnológicos, particularmente modificación genética, es extremadamente importante al idear nuevas maneras de aumentar la producción de alimentos, mejorar la calidad nutricional y proporcionar mejores características de proceso o almacenaje. Cuando se desarrollan nuevos alimentos o componentes de alimentos usando biotecnología, hay requisitos legales nacionales y expectativas del consumidor para que existan sistemas y procedimientos eficaces de evaluación de la seguridad de los alimentos para el consumo. Las técnicas tradicionales de evaluación de la seguridad de los alimentos, basadas en pruebas toxicológicas (según lo utilizado para los aditivos alimentarios, por ejemplo), pueden no aplicarse siempre a los alimentos o componentes de alimentos obtenidos por biotecnología.

De acuerdo a una reunión de consulta conjunta de la fao y la oms en 1996, las consideraciones de seguridad de alimentos con respecto a los organismos producidos por las técnicas que cambian los rasgos hereditarios, como la tecnología de dna recombinante, son básicamente las mismas que se relacionan con otras maneras de alterar el genoma de un organismo, tal como la hibridación convencional. éstas incluyen:

· Las consecuencias directas (nutricionales, tóxicas o alergénicas) de la presencia en los alimentos de nuevos productos genéticos codificados por los genes introducidos durante la modificación genética.

· Las consecuencias de los niveles alterados de productos genéticos existentes codificados por los genes introducidos o modificados durante la modificación genética.

· Las consecuencias indirectas de los efectos de cualquier nuevo producto genético, o de niveles alterados del producto genético existente, en el metabolismo del organismo fuente del alimento, que conduzca a la presencia de nuevos componentes o de niveles alterados de componentes existentes.

· Las consecuencias de las mutaciones causadas por el proceso de modificación genética del organismo fuente del alimento, como interrupción de secuencias de codificación o control, o la activación de genes latentes, conduciendo a la presencia de nuevos componentes o de niveles alterados de componentes existentes.

· Las consecuencias de la transferencia genética a la microflora gastrointestinal desde organismos genéticamente modificados o alimentos o componentes alimenticios derivados de ellos.

· El potencial de efectos adversos para la salud asociados a los microorganismos genéticamente modificados de los alimentos.

La presencia en alimentos de genes nuevos o introducidos per se no es considerada como un riesgo a la seguridad de los alimentos, puesto que todo el dna se compone de los mismos elementos.

Aplicaciones ventajosas de alimentos gm para el mundo en desarrollo

En muchos países en vías de desarrollo existen graves de problemas de hambre, subalimentación, enfermedades y problemas de salud pública en general. Las causas del hambre y malnutrición en el mundo en desarrollo son variadas y sistémicas, y hay pocas soluciones inmediatas y sostenibles. Sin embargo, en las próximas décadas, la biotecnología ayudará a encontrar soluciones, y por lo tanto proporcionará opciones realistas para las naciones del mundo subdesarrollado.

Naciones Unidas estima que más de 100 millones de niños en todo el mundo tienen deficiencia de vitamina a, lo que puede conducir a tanto como 250.000 casos de ceguera infantil. el arroz dorado, que fue creado por biotecnología para producir betacaroteno, una pro-vitamina que se transforma en vitamina a, fue desarrollado específicamente para tratar esta crisis de salud. Para las poblaciones cuya fuente de alimentación primaria es el arroz, este avance nutricional puede significar una mejora enorme en salud pública.

La deficiencia de hierro afecta a 400 millones de mujeres en edad de maternidad, lo que conduce a niveles más altos de nacimiento prematuro, mortalidad perinatal y retraso mental y de crecimiento. Para dar solución a este problema, investigadores en biotecnología están intentando producir un arroz con niveles más altos de hierro. Los científicos también están intentando mejorar el perfil nutricional de muchos de los alimentos del mundo, desde aceite de canola con niveles más altos de betacaroteno, a frutas y hortalizas que contengan más vitaminas c y e.

Los cultivos generados por biotecnología también poseen el potencial de transformar la productividad en el mundo en vías de desarrollo. Cultivos que son típicamente dañados por enfermedades, parásitos, malezas y sequías pueden causar la ruina de las economías de subsistencia. Nuevos cultivos genéticamente modificados, que pueden resistir estas amenazas, están siendo creados. Según el banco mundial, la biotecnología podría elevar la productividad alimentaria del mundo hasta en un 25%, alimentando a más gente mientras se consumen menos recursos. un ejemplo sobresaliente del impacto potencial de la biotecnología agrícola se da en africa, donde los trabajos de desmalezamiento de cultivos prácticamente esclavizan a grandes cantidades de personas, impidiendo muchas veces que los niños asistan a la escuela, una solución la constituirían los cultivos resistentes a los herbicidas, que permitirían la eliminación de malezas sólo por rociamiento con estos agroquímicos.

Quizás la más significativa ventaja potencial de la biotecnología para el mundo en desarrollo se presenta en la forma de alimentos capaces de vacunar contra enfermedades. los científicos ya han demostrado que un alimento se puede utilizar para administrar vacunas contra enfermedades específicas. el virus norwalk provoca una enfermedad poco conocida que afecta a niños y ancianos con gastroenteritis a veces mortales. Investigadores de la universidad de cornell desarrollaron recientemente una variedad de papa que inmuniza contra el virus norwalk. Además, ya se está anticipando la producción de una variedad de plátano que puede entregar una vacuna contra la hepatitis b.

incluso en el mundo desarrollado, no todos los niños reciben las inmunizaciones necesarias. En las regiones del mundo donde la inmunización es prácticamente inexistente y el conocimiento de los conceptos de salud pública es limitado, el desarrollo de estos nuevos alimentos podría combatir la significativa desnutrición y paliar las deficiencias en salud.

El futuro de la biotecnología de alimentos genéticamente modificados

La próxima generación de productos obtenidos por biotecnología, muchos de los cuales ya han sido desarrollados pero no están todavía en el mercado, se concentran en una cantidad de características que subrayarán su uso en sistemas de producción de alimentos, como también mejorarán sus aspectos de calidad final.

Estos alimentos posibles incluyen soya con cualidades nutricionales mejoradas mediante un incremento en el contenido de proteínas y aminoácidos; cultivos con aceites, grasas y almidones modificados para mejorar el procesamiento y la digestibilidad, tales como canola con alto contenido de estearato, maíz bajo en fitato o ácido fítico.

Otros productos que están siendo desarrollados incluirán nuevas características de calidad para el consumidor, como los llamados alimentos funcionales, que son cultivos desarrollados para producir medicinas o suplementos alimentarios dentro de la planta. Estos podrán proporcionar inmunidad contra enfermedades o mejorar características saludables de los alimentos tradicionales.

Una investigación substancial también se ha dedicado al desarrollo de pescado genéticamente modificado, como el salmón.

Algunos de estos productos ya están disponibles para el uso, no obstante la mayoría está a años de la producción comercial generalizada.

Algunos ejemplos destacables de alimentos genéticamente modificados que podrían desarrollarse en el futuro son los siguientes:

· Leche con biodisponibilidad de calcio mejorada

· huevos con menos colesterol

· papas y tomates con mayor contenido de sólidos

· maíz y soya con contenido aumentado de aminoácidos esenciales para ser utilizados en alimentación humana y animal.

· Café descafeinado naturalmente

· cultivos con contenido modificado de ácidos grasos que permitan la producción de aceites más saludables.

· Rasgos que controlan la maduración de pimientos y fruta tropical, permitiendo un aumento en los tiempos necesarios para transportes de larga distancia.

Las ventajas generales que se visualizan en la agricultura de alimentos gm incluyen básicamente la protección de cultivos contra pérdida de productividad, reducción en el uso de pesticidas, mayor protección medioambiental, protección contra insectos por temporadas largas, y ahorros de trabajo y energía porque los agroquímicos serían aplicados con menor frecuencia.

Avances en Nanotecnología

Que es Nanotecnología?

Definición de Nanotecnología

 Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, “nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades  que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9,  que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aprox.  hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos,  que se rigen bajo las leyes de la Mecánica Cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o  dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.

  La siguiente imagen  muestra la unidad de medida de diversos sistemas,  y la escala a la que pertenecen (Nano o Micro).

Historia de la Nanotecnología

  Uno de lo pioneros en el campo de la Nanotecnología es el Físico estadounidense Richard Feynman, que en el año 1959 en un congreso de la sociedad americana de Física en Calltech, pronunció el discurso “There’s Plenty of Room at the Bottom” (Hay mucho espacio ahí abajo) en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la nanoescala átomo por átomo, en este discurso Feynman también advierte que las propiedades de estos sistemas nanométricos, serían distintas a las presentes en la macroescala.

 En 1981 el Ingeniero estadounidense Eric Drexler, inspirado en el discurso de Feynman, publica en la revista  Proceedings of the National Academy of Sciences, el artículo “Molecular engineering: An approach to the development of general capabilities for molecular manipulation” en donde describe mas en detalle lo descrito años anteriores por Feynman.  El término “Nanotecnología” fue aplicado por primera vez por Drexler en el año 1986, en su libro “Motores de la creación : la próxima era de la Nanotecnología” en la que describe una máquina nanotecnológica con capacidad de autoreplicarse, en este contexto propuso el término de “plaga gris” para referirse a lo que sucedería si un nanobot autoreplicante  fuera liberado al ambiente.

  Además de Drexler, el científico Japonés Norio Taniguchi, utilizó por primera vez el término nano-tecnología en el año 1974, en la que define a la nano-tecnología como el procesamiento, separación y manipulación de materiales átomo por átomo.

A continuación un completo vídeo sobre nanotecnología, en la que definen sus conceptos y sus diversas áreas de aplicación

Secuencian genoma de un tipo de chile piquín silvestre

Chiltepín. El tipo de chile secuenciado fue un piquín silvestre del estado de Querétaro (Capsicum annuum var. glabriusculum).

Científicos mexicanos del Cinvestav junto con investigadores chinos secuenciaron el genoma de un tipo de chile piquín (o chiltepín) silvestre colectado en el estado de Querétaro. Esto abriría la puerta para indagar y conocer los genes y rutas metabólicas de un espectro más amplio de chiles y obtener variedades resistentes a enfermedades y sequías, por ejemplo.

El trabajo, que se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences de EU (PNAS), establece una plataforma tecnológica para estudiar el chile en México, de donde es originario –señala en conferencia Rafael Rivera Bustamante, investigador del Departamento de Ingeniería Genética del Cinvestav Irapuato—  y sienta las bases para caracterizar mejor la biodiversidad de este fruto, “que es fantástica”.

El proyecto es también un pilar para estudiar y comparar chiles que tenemos a lo largo de todo el país y generar nuevas variedades, no solo desde la perspectiva agronómica y culinaria, sino también para la industria farmacéutica.

Pero ¿por qué secuenciar un chiltepín silvestre?, ¿es acaso muy distinto al tipo de picante que consume comúnmente el mexicano? Genéticamente no lo es, señalan los científicos, por lo que el Capsicum annuum de la variedad glabriusculum puede ser la llave para conocer un jalapeño, un pimiento morrón o un habanero.

De hecho, los investigadores habían obtenido otro material genético llamado transcriptoma de un serrano tampiqueño y de un sonora Anaheim —base para esta investigación— que son muy similares al genoma del piquín. Este Capsicum funcionaría como una especie de plantilla genética para complementar el de otros tipos de chile.

CARACTERIZACIÓN. Los investigadores del Cinvestav y del Ministerio de Agricultura, la Universidad Agrícola de Sichuan y del Instituto de Genómica de Beijing, BGI-Shenzhen buscaron un tipo de chile silvestre que pudieran comparar con otros comerciales (como el Zunla-1 chino). Esto permitirá caracterizar genes y ver la diferencia entre materiales genéticos.

Por ejemplo, todos los chiles son susceptibles a enfermedades por geminivirus, pero han encontrado algunas excepciones en variedades de habanero yucateco, entonces lo siguiente sería encontrar qué genes están “encendidos” en esa especie y no están del todo expresados en otras que puedan interesar a científicos y agricultores.

De hecho, apunta Rivera Bustamante, los científicos ya están trabajando en este proceso con dicho habanero, que ya ha sido secuenciado y está en proceso de caracterización. Será el segundo candidato en esta plataforma de estudio y motivo de una próxima publicación.

INTERÉS ASIÁTICO. Si bien, el chile es originario de Mesoamérica, no sólo es base de nuestra alimentación, sino también imprescindible en la cocina asiática, por eso el interés y asociación con los institutos chinos. Los investigadores mexicanos tenían el conocimiento de qué caminos llevarían a secuenciar el genoma y los chinos la tecnología más adecuada. Pero no son los únicos en el estudio de esta área, puesto que Corea del Sur tiene un instituto para el estudio de este fruto.

Son la sana competencia de los mexicanos y recientemente también publicaron un artículo sobre el genoma de otro chile criollo originario del país, señala el científico del Cinvestav. Se adelantaron un par de semanas en su publicación, realizada en una revista distinta, pero la información resultó similar.

Ambos equipos corroboraron su información, pero tenían enfoques distintos, los mexicanos se interesarían por una variedad de Capsicum annuum a diferencia de los coreanos, “así que de ahora en adelante cada quien buscará variedades distintas de acuerdo a los sabores y características que nos interesen en cada país”.

En nuestro caso el enfoque será hacia nuestros problemas característicos de nuestro campo, cuyas plagas y patógenos no son los mismos que en Corea del Sur o China. Además buscarán variedades más resistentes a sequías y diversidad en su picor.

De acuerdo con el científico del Cinvestav Irapuato, esta investigación está encaminada hacia el objetivo de entender bien la diversidad que existe en el país, que tiene una riqueza única en el mundo. “Si no la caracterizamos y defendemos, dependeremos de los chiles que se llevaron y pediremos que nos lo regresen porque ya perdimos el material genético que pudimos utilizar en nuestra biotecnología”.

Si bien no existe un catálogo completo sobre el número de variedades existentes en el país, el investigador señala que existen estimaciones que refieren 60 tipos distintos de chiles. Pero es una estimación que debe quedarse corta porque no contempla aquellos que se siembran en microrregiones de algunos estados, desconocidos para el resto del país.

“Requerimos de esta estrategia para estudiar y proteger en campo los criollos y silvestres que tenemos, caracterizarlos y protegerlos o en el futuro habrá más chiles de México fuera de México”.

¿Qué hace la biotecnología por usted?

Los yogures con bífidus que toma, el detergente para la ropa, el biocombustible para su coche, los antitumorales que salvan vidas, materiales elaborados a base de residuos, las vacunas... Son productos elaborados por la industria bajo procesos biotecnológicos. Una tendencia con apenas 15 años de vida y que cada vez se instala más en el día a día de los ciudadanos.

2014 ha sido declarado el año de la biotecnología en España. De esta manera, los Presupuestos Generales establecerán beneficios fiscales para la conmemoración, con bonificaciones para particulares y empresas que participen en las actividades de esta cita. La biotecnología consiste en utilizar el conocimiento sobre los seres vivos (genética, medicina, biología) como beneficio para el ser humano, ya sea a través de un producto o mejorando un procedimiento industrial.

En España el sector ha ido creciendo a ritmos cercanos a los dos dígitos en la última década incluso en época de crisis, debido a que partía prácticamente desde cero. La facturación de las empresas de esta actividad sigue creciendo, nada menos que un 26,5% más, hasta llegar a los 76.069 millones de euros en 2011, según los últimos datos del Instituto Nacional de Estadística, gracias a que muchas grandes compañías industriales han ido incorporando estos procesos.

Sin embargo, la dificultad para acceder al crédito, sumado a los recortes en la financiación a la I+D, de la que son tan dependientes estas firmas de base científica, ha provocado que en 2012 por primera vez redujeran su inversión en investigación (un 3,3% menor) y el empleo en I+D cayese también un 0,7%.

Aun así, algunas empresas españolas destacan en diversos ámbitos. La patronal Asebio (Asociación Española de Bioempresas) organizó en 2013 el primer encuentro BioLatam con sus equivalentes en Latinoamérica y en septiembre de este año vuelve a convocar BioSpain, su séptimo encuentro sectorial. Estos son algunos de los avances que la industria ofrece para su vida, algunos desconocidos y otros sorprendentes, propios de ciencia ficción.

Salud

Las grandes empresas farmacéuticas se han volcado en el desarrollo de los conocidos como nuevos fármacos biológicos. Gracias a la genómica, cada día se conoce mejor cómo funciona el cuerpo humano y la industria ha intensificado su estrategia para sumarlo a sus investigaciones. Los nuevos medicamentos están basados en el diseño de nuevas proteínas que cambien los procesos biológicos.

“Estos fármacos ya son los más rentables del mercado”, asegura Jorge Barrero, adjunto a la presidencia de Asebio. Por ejemplo, algunos de los nuevos antitumorales. “Además se vincula a la nueva medicina personalizada, que permite elegir el mejor tratamiento en función del perfil genético”, añade.

De esta forma, un medicamento contra el cáncer nace de forma conjunta con un biomarcador, un test de diagnóstico que indica al médico en qué pacientes debe utilizar la quimioterapia. Además, otros marcadores diagnósticos sirven para prevenir enfermedades, avisando de qué personas son más proclives a una patología.

Entre las firmas españolas destaca PharmaMar, que ha desarrollado Yondelis, el primer antitumoral de origen marino. Otras, como GP-Pharm, trabajan con la estrategia de conseguir que los medicamentos se liberen justo en el momento indicado y afectando solo a unas células concretas, evitando efectos secundarios indeseables. “La nanobiotecnología va a desarrollar soluciones alucinantes en este sentido”, insiste Barrero.

Otras empresas, como Histocell, apuestan por la ingeniería de órganos y tejidos, por ejemplo en implantes de células madre en pulmón o en casos de infarto de miocardio. De hecho, la industria trabaja en conseguir páncreas, córneas e hígados artificiales. En otro caso, Vivacell, investiga en un medicamento derivado de fitocannbinoides para enfermedades inflamatorias y neurodegenerativas. Venter Pharma tiene un producto para diagnosticar la intolerancia a la lactosa (para lo que ha firmado un acuerdo con los laboratorios Ferrer).

Industria y energía

“La industria diseña microorganismos, que hacen lo que les pidas, desde plásticos a procesos que sustituyen a la química tradicional”, explica el adjunto a la presidencia de Asebio. “Todos los derivados que provenían del petróleo ahora se pueden obtener a base de residuos, por ejemplo los bioplásticos”, añade. Un ejemplo puede ser la uva, de donde salen combustibles, plásticos, lubricantes, pero también vitaminas o antioxidantes. Grandes compañías, como Abengoa y Repsol, son pioneras en el desarrollo de biocombustibles. Neol, joint venture de Repsol, y la granadina Neuron Bio han sorprendido con uno a partir de residuos de caña de azúcar.

Alimentación y agricultura

AB-Biotics, cotizada en el Mercado Alternativo Bursátil, acaba de lanzar un producto basado en una bacteria que elimina la caries, la gingivitis y la halitosis. Podrá incorporarse a chicles, yogures o dentífricos. La industria alimentaria ha desarrollado probióticos e ingredientes funcionales que se han ido incorporando a diversos productos (lo más conocido son los bífidus de los yogures). Pero se han ido sofisticando. Biosearch Life (antigua Puleva Biotech) prepara una patente para el diagnóstico de tumores mediante bacterias probióticas cargadas de nanopartículas metálicas que los hace visibles a los equipos de diagnóstico como las resonancias. Biópolis comercializa con Central Lechera Asturiana un probiótico, incluido en una leche en polvo, que protege la mucosa intestinal de los celiacos. En agricultura, Europa tiene prácticamente vetados los transgénicos, pero en otros países se desarrollan soluciones como semillas de arroz enriquecidas con vitamina A.

Cosmética

“El futuro de la cosmética pasa por la terapia celular y por el uso de bacterias”, avanza Barrero, además de lo conocido como nutrigenómica, suplementos en la dieta que buscan mejorar el aspecto físico. Firmas, como el grupo bodeguero Matarromera, ya comercializan su pastillas nutracéuticas Esdor a base de antioxidantes provenientes de la uva. O Seprox Biotech ha conseguido el hydroxytyrosol, un potente antioxidante presente en el aceite de oliva, que se usa para la cosmética y la alimentación.