Crean lechugas capaces de generar mioglobina, una proteína esencial de la carne
En el futuro, las lechugas podrían convertirse en fábricas de mioglobina, una proteína considerada una fuente importante de hierro hemo y responsable del color rojo y del sabor característico de la carne. Así lo plantea un nuevo estudio que demostró, como prueba de concepto, que estas hortalizas modificadas genéticamente podrían transformarse en una alternativa para favorecer dietas más amigables con el medio ambiente y con un aporte nutricional similar.
La producción de carne de origen animal representa uno de los principales desafíos ambientales de la actualidad. Se trata de una actividad que requiere grandes extensiones de tierra, consume cantidades elevadas de agua y genera importantes emisiones de gases de efecto invernadero, entre ellos metano y óxido nitroso.
Especialistas y defensores del medio ambiente sostienen que reducir el consumo de carne en la alimentación diaria es, probablemente, una de las medidas más efectivas que las personas pueden adoptar para contribuir a mitigar la crisis climática. La creciente aceptación de esta recomendación ha impulsado un mercado de alternativas a la carne valorado en hasta 8,100 millones de euros anuales, con una tasa de crecimiento estimada de entre 8.1 y 12.3% por año durante la próxima década.
Algunos factores, principalmente relacionados con el perfil nutricional, sugieren que la alternativa animal sería más saludable. Pero depende mucho del producto y de cualquier manera el consumo debe seguir siendo limitado.
El creciente interés por estos productos ha obligado a empresas y centros de investigación a optimizar los procesos de producción de proteínas alternativas. Hasta ahora, la estrategia más utilizada consiste en modificar bacterias o levaduras para que sinteticen proteínas animales en biorreactores. Sin embargo, ampliar este método a escala comercial implica costos elevados debido a la necesidad de infraestructura especializada, un alto consumo energético y procesos industriales complejos.
En este contexto, una nueva investigación realizada por científicos del Imperial College London propone que la modificación genética de ciertas plantas, como la lechuga, podría ofrecer una alternativa más sustentable para producir proteínas animales.
El equipo llevó a cabo una serie de experimentos con plantas de tabaco y lechuga. En una primera etapa, los investigadores aislaron y clonaron en laboratorio los genes responsables de producir mioglobina en cerdos y bovinos. Posteriormente, este material genético fue introducido en los cloroplastos de las plantas con una técnica conocida como bombardeo biobalístico, que consiste en proyectar diminutas partículas recubiertas con ADN hacia las células vegetales.
Como referencia para comparar la eficiencia del procedimiento, los investigadores también incorporaron el mismo gen al genoma nuclear de las plantas, así como al cloroplasto del alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii.
Tras confirmar la correcta integración del gen en los cloroplastos, los autores cultivaron las plantas hasta alcanzar la madurez, etapa en la que florecieron y produjeron semillas. La siguiente generación heredó el gen introducido, lo que demostró que tanto las plantas de tabaco como las de lechuga no experimentaron alteraciones significativas en su desarrollo, incluida la fotosíntesis. Los resultados también confirmaron que la modificación genética era estable y podía transmitirse a la descendencia.
¿Estas lechugas podrían sustituir a la carne?
El siguiente paso consistió en determinar la cantidad de mioglobina que las plantas eran capaces de producir. Para ello, como se describe en el artículo publicado en la revista Frontiers in Plant Science, los investigadores utilizaron una técnica analítica de alta precisión conocida como cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas.
Los resultados mostraron que las plantas de tabaco y lechuga modificadas produjeron alrededor de 0.81 miligramos de mioglobina por gramo de peso seco. Esta cantidad fue al menos tres veces superior a la obtenida cuando el gen se incorporó al genoma nuclear.
Alexia Groff, investigadora del Imperial College London y coautora del estudio, explica que “debido a su origen bacteriano y a la gran cantidad de copias por célula, los cloroplastos suelen ser mucho más eficientes que el núcleo celular en la producción de grandes cantidades de proteína”.
Aun así, las concentraciones de mioglobina registradas en las plantas siguen siendo considerablemente inferiores a las presentes en la carne animal, donde suelen encontrarse entre 8.1 y 11.2 miligramos por gramo de peso seco. No obstante, los investigadores consideran que el cultivo a gran escala de plantas de tabaco y lechugas modificadas para producir esta proteína podría reducir de forma importante esa diferencia.
“El cultivo de plantas es mucho más eficiente en el uso de recursos que la producción ganadera; en consecuencia, la mioglobina de origen vegetal podría alcanzar rendimientos proteicos por hectárea que rivalicen, o incluso superen, los de la ganadería, al tiempo que se beneficia de un consumo de agua y de emisiones de gases de efecto invernadero sustancialmente menores”, precisaron los autores.
Los investigadores reconocen que aún son necesarios más estudios para optimizar la producción de mioglobina, incrementar el aporte nutricional de las lechugas modificadas y evaluar los desafíos regulatorios y comerciales asociados con esta tecnología. No obstante, destacan que su propuesta podría ampliar de forma significativa la oferta de alternativas a la carne, no solo mediante el eventual desarrollo de lechugas biofortificadas capaces de aportar hierro hemo directamente al consumidor.
Los autores explican que la mioglobina también podría extraerse de las hojas y purificarse mediante procesos industriales para incorporarla a productos elaborados con proteínas vegetales, mejorando características como el color, el sabor y el aroma.
“Esto podría ofrecer una forma más sostenible de producir un ingrediente importante para los productos cárnicos de origen vegetal, que cobra especial relevancia en un momento en que la demanda de plataformas de producción de alimentos sostenibles es mayor que nunca”, concluyó Groff.