Plantas capaces de producir proteína de la leche: el hallazgo que abre una nueva vía para fabricar productos lácteos

Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén han logrado que las semillas de una planta produzcan [icono]-caseína bovina y han encontrado una vía inesperada para almacenar esta proteína La posibilidad de producir proteínas lácteas auténticas a partir de plantas ha dado un nuevo paso gracias a un estudio de investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén. El equipo ha conseguido que semillas de plantas produzcan [icono]-caseína bovina , una de las principales proteínas de la leche de vaca , y ha descubierto que las células vegetales cuentan con una vía de almacenamiento inesperada para este tipo de proteínas. El trabajo, publicado en 'Frontiers in Plant Science', podría contribuir al desarrollo de ingredientes lácteos sin necesidad de utilizar animales , una alternativa que los investigadores consideran de interés ante el aumento de la demanda mundial de productos lácteos y la preocupación por el impacto ambiental de la ganadería. La producción de proteínas mediante cultivos vegetales se plantea así como una posible herramienta para obtener ingredientes con aplicaciones alimentarias de forma más sostenible. La investigación ha sido dirigida por Oded Shoseyov , profesor de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Robert H. Smith de la Universidad Hebrea de Jerusalén, junto con el investigador Almog Ozeri y otros científicos , en colaboración con la empresa neozelandesa Miruku. El objetivo era comprobar si las plantas podían fabricar y almacenar de manera eficiente una proteína animal compleja como la [icono]-caseína. El equipo también probó distintas estrategias para dirigir la proteína hacia diferentes compartimentos celulares y determinar cuál permitía su acumulación más eficaz Para ello, los investigadores modificaron genéticamente semillas de 'Arabidopsis' para producir [icono]-caseína bovina fusionada con una pequeña parte de una proteína vegetal denominada oleosina . Esta proteína tiene la capacidad de asociarse con los cuerpos lipídicos presentes en las células de las semillas. El equipo también probó distintas estrategias para dirigir la proteína hacia diferentes compartimentos celulares y determinar cuál permitía su acumulación más eficaz. Sin embargo, el resultado no fue el que los científicos esperaban. Inicialmente pensaban que la [icono]-caseína terminaría almacenándose en unas estructuras celulares especializadas conocidas como vacuolas. La microscopía electrónica mostró, en cambio, que la proteína había encontrado otro destino dentro de las células de las semillas. Los investigadores observaron la formación de estructuras ricas en proteínas asociadas a pequeños cuerpos lipídicos , diferentes de las que habían previsto. Estos agregados presentaban características que recordaban a las micelas de caseína que se encuentran de forma natural en la leche. Además, las semillas consiguieron acumular estas estructuras sin que ello afectara de manera significativa a su germinación. PLANTAS RESISTENTES PARA EL ALMACENAMIENTO DE PROTEÍNAS El hallazgo resulta especialmente relevante porque demuestra que las plantas podrían disponer de mecanismos alternativos y resistentes para almacenar proteínas recombinantes complejas . En las plantas que ofrecieron mejores resultados, la [icono]-caseína llegó a representar aproximadamente el 1,26% de la proteína soluble total de la semilla , una cifra superior a la comunicada en muchos trabajos anteriores sobre producción de caseína en plantas. "Uno de los aspectos más apasionantes de la ciencia es cuando la naturaleza nos sorprende" , señaló Shoseyov. El investigador explicó que el equipo pretendía dirigir la proteína hacia un lugar concreto de la célula, pero descubrió que "la planta había creado su propio sistema de almacenamiento" . A su juicio, comprender este comportamiento puede aportar información sobre la manera en que las plantas procesan proteínas complejas y permitir en el futuro diseñar sistemas más eficaces para fabricar proteínas lácteas sostenibles. La llamada agricultura molecular vegetal utiliza las plantas como auténticas fábricas capaces de producir proteínas de alto valor Las implicaciones del descubrimiento van más allá de las alternativas a la leche. La llamada agricultura molecular vegetal utiliza las plantas como auténticas fábricas capaces de producir proteínas de alto valor destinadas a la alimentación, la nutrición o incluso la medicina. Identificar los mecanismos que permiten a las plantas almacenar estas moléculas podría facilitar la obtención de mayores rendimientos y, al mismo tiempo, simplificar su posterior extracción y reducir los costes de producción. El siguiente reto será trasladar estos resultados desde las plantas utilizadas como modelo de laboratorio a cultivos agrícolas capaces de producir estas proteínas a una escala comercial . En este sentido, investigaciones recientes ya han conseguido introducir proteínas lácteas en plantas de cártamo, una especie oleaginosa adaptada a climas cálidos y condiciones de escasez de agua. Estos avances apuntan a un futuro en el que algunos ingredientes lácteos puedan cultivarse en el campo utilizando plantas como plataformas de producción, aunque todavía quedan importantes desafíos tecnológicos antes de que esta posibilidad llegue de forma generalizada a la industria alimentaria.