Perspectivas de la ingeniería genética
Además de E. col como organismo huésped de genes extraños, se han utilizado Bacillus subtilis y levaduras como Saccharomyces cereuisiae y Schizosaccharomyces pombe, distintos Streptoinyces y Agrobacterium tuinefaciens.
Finalmente también otras células como las vegetales pueden ser empleadas para la inserción de genes extraños.
Desde el punto de vista tecnológico se trata de favorecer la síntesis del producto del gen clonado, incrementando el contenido de copias del gen en la célula.
En el caso de genes clonados en plásmidos, esto se logra aumentando el número de plásmidos, cuyo número de copias es regulado a través de funciones codificadas en su genoma; sin embargo esto tiene un límite.
Numerosos estudios experimentales de recombinantes de E. coli y S. cereuisiae han demostrado que la presencia de plásmidos reduce la velocidad de crecimiento de la célula huésped y concomitantemente la actividad de síntesis total de proteínas.
Esto probablemente ocurra debido a una competición entre las actividades dirigidas por el plásmido y la célula huésped por precursores comunes, energía química, represores y activadores, enzimas, etc…
Esto se ha superado con el empleo de promotores regulables y controles sobre la replicación del plásmido, los cuales se manejan a través del medio de cultivo.
Se ha observado en muchos procesos que el producto del gen clonado en E. coli exhibe un máximo con respecto a un valor de u.
Esto implica que existe un u óptimo para maximizar la producción en sistema continuo, dependiendo de la naturaleza del plásmido y la estabilidad del producto del gen.
Es evidente que el futuro es sumamente alentador. Como ya se mencionó, la combinación de la ingeniería genética con eficientes procesos fermentativos en gran escala, pueden suministrar un gran número de productos de interés industrial, los cuales pueden ser difíciles o imposibles de obtener a partir de sus fuentes naturales.
Así es posible obtener hormona de crecimiento humano, inteferón, interleukina humana, insulina, la expresión en plantas de genes bacterianos para el control de plagas, antígenos para nuevas y más efectivas vacunas con menor reactogenicidad, como es el caso en hepatitis B, aftosa, etc.
También las manipulaciones genéticas se han empleado en el mejoramiento de la productividad en fermentaciones.
Un ejemplo es la producción de treonina por un mutante de E. col¡ resistente a análogos, donde el operón entero de treonina fue introducido en un plásmido, el cual se incorpora al organismo por transformación.
Su número de copias fue de aproximadamente 20 y la actividad de las enzimas del operón se incrementó de 40 a 50 veces. La cepa obtenida produce 30 g l-1 más que la original.
Otro avance importante se logró mediante manipulaciones en Streptomyces, las cuales han permitido mediante la introducción de genes, la obtención de nuevos antibióticos.
Un aspecto fundamental de la tecnología es la selección de cepas estables, debido a que mutantes espontáneos que pueden aparecer tienen en general meno-res rendimientos y mayores valores de velocidad decrecimiento, por lo cual en fermentaciones largas («batch» alimentado, continuo) podrían desplazar a la cepa original.
Evidentemente las nuevas cepas obtenidas deberán ser estudiadas en su comportamiento en gran escala, especialmente en lo relacionado con la estabilidad y niveles de producción.
Habiendo tratado ya los aspectos fundamentales referidos a los microorganismos consideraremos en el próximo capítulo los correspondientes a los medios empleados en las industrias de fermentación.
Fuente: Apuntes de Microbiología Industrial del Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico de la OEA
