Producción de mutantes en microalgas oleaginosas para el incremento del contenido lipídico en condiciones variables de luz, salinidad y nitrógeno
Autor: Elan Alexis Téllez Pueblas (Currículo Lattes)
Director: Dr. Luis Fernando Fernandes Marins
Resumen
Esta tesis investiga la identificación, las estrategias de cultivo y la manipulación genética de cepas de microalgas mediante métodos de mutagénesis aleatoria y dirigida, utilizando la tecnología CRISPR/Cas9 en su forma de complejo ribonucleoproteico (RNP), con el objetivo de aumentar la producción de lípidos, especialmente lípidos neutros, orientados a su aplicación potencial en la producción de biodiésel. Inicialmente, las cepas fueron identificadas como Scenedesmus obliquus y una especie no descrita del género Desmodesmus, mediante técnicas de taxonomía molecular. Posteriormente, en la estrategia de mutagénesis aleatoria, se empleó irradiación con luz UV-C para inducir mutaciones al azar, lo que resultó en la obtención de mutantes de la cepa Desmodesmus sp. con reducción total (tM-10) y parcial (tN-30) en la síntesis de almidón. Ambas cepas mutantes presentaron un aumento significativo en los niveles de lípidos neutros en comparación con la cepa silvestre. La inhibición de la síntesis de almidón redireccionó el flujo de carbono hacia la biosíntesis de triacilglicéridos (TAGs), sin comprometer el crecimiento de las cepas mutantes. Adicionalmente, se validaron estrategias de cultivo como ajustes de salinidad, intensidad luminosa y deficiencia de nitrógeno en sistemas de cultivo en dos etapas, con el fin de maximizar la producción de biomasa y lípidos neutros del mutante tN-30, demostrando su viabilidad bajo condiciones de estrés. También se llevaron a cabo estudios sobre el perfil de ácidos grasos y el análisis de secuencias génicas relacionadas con la síntesis de almidón y de la pared celular, además del desarrollo de protocolos para la extracción de ARN y la validación de ARN guía para la endonucleasa Cas9, utilizados en la implementación de la tecnología CRISPR/Cas9 en ambas cepas de microalgas. Los resultados sugieren que, en la cepa Desmodesmus sp., la mutagénesis aleatoria inducida por irradiación UV constituye una estrategia eficaz para obtener mutantes con potencial en la producción de lípidos neutros, destacándose su relación con la aplicación de la tecnología CRISPR/Cas9 RNP. En conjunto, los hallazgos de esta tesis subrayan la importancia del uso de herramientas genéticas para potenciar el aprovechamiento biotecnológico de las microalgas, especialmente de la cepa tN-30 en la producción de biodiésel.