Secuencian el genoma de un hongo con aplicaciones biotecnológicas

Los investigadores Antonio G. Pisabarro (Catedrático de Microbiología), José Luis Lavín y José Antonio Oguiza, del grupo Genética y Microbiología de la Universidad Pública de Navarra, han participado en el proyecto internacional de secuenciación del genoma del hongo Postia placenta. Los resultados, publicados ahora en la revista PNAS de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, han permitido determinar los mecanismos por los que este hongo ataca la madera para utilizar la celulosa que contiene. Estos resultados son importantes para desarrollar procesos destinados a utilizar madera para producir bioetanol.

Para la producción de biocombustibles se han venido utilizando como materia prima cereales, remolacha y otros alimentos (combustibles de primera generación). Sin embargo, las controversias generadas por este uso derivado de productos alimenticios han hecho necesario buscar nuevas materias primas que no sean alimentos ni influyan en su precio de mercado.

En este sentido, la madera y los residuos vegetales son una alternativa prometedora (biocombustibles de segunda generación). El acceso al azúcar que forma la celulosa (verdadero punto de partida de la producción del alcohol) es difícil en este tipo de residuos. En ese contexto, los resultados del estudio del genoma de P. placenta son un paso más en la búsqueda de procesos más eficientes y menos contaminantes para la producción de alcohol a partir de madera.

El proyecto de secuenciación e identificación de los genes de este hongo, coordinado por el profesor Dan Cullen, de la Universidad de Wisconsin (Estados Unidos), ha durado dos años y en el trabajo han participado 53 investigadores de ocho países. Si transcribiéramos en letras los cerca de 17.000 genes que componen el genoma del P. placenta, ocuparíamos 7.000 páginas, 33 millones de letras. Como explica el responsable del equipo de investigadores de la Universidad Pública de Navarra, Gerardo Pisabarro, «el problema no es tanto obtener esas siete mil páginas, porque hay herramientas que lo permiten, sino leerlas, descifrar qué dicen, identificar los genes y cómo actúan».

Hongos de podredumbre blanca, hongos de podredumbre parda

Los árboles son ricos en celulosa y el azúcar que forma parte del árbol se encuentra, principalmente, en este polímero. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre con las uvas —cuyo azúcar es fácilmente utilizable con la levadura para producir alcohol—, obtener la glucosa (y alcohol) de un árbol no es tan sencillo.

«Hay dos formas de degradar la madera —señala el profesor Pisabarro—: hay maderas que al pudrirse se quedan blancas, y eso lo produce un tipo de hongos, y hay maderas que al pudrirse se quedan pardas, y eso lo produce otro tipo de hongos como P.placenta». Lo novedoso de este hongo es cómo interviene en la degradación de la madera, su capacidad para comerse la celulosa sin dañar la lignina, la sustancia que protege la celulosa del árbol. Cuando vemos un árbol, a pesar de que mayoritariamente la celulosa que lo conforma es blanca, no lo vemos blanco sino de color marrón. Esto se debe a la capa de lignina que lo protege y que le da también esa consistencia leñosa.

Esa sustancia, la lignina, protege la celulosa del árbol de que la ataquen otros organismos y el árbol pierda consistencia, se pudra y sea degradado por otros organismos; pero también dificulta que nosotros obtengamos ese azúcar para producir alcohol. Entonces, lo que tenemos que hacer es romper la lignina.

Los hongos que se comen (degradan) la lignina dejan a la vista la celulosa y el árbol se pudre con una podredumbre blanca. Los hongos como P. placenta, sin embargo, son capaz de comerse la celulosa sin dañar la lignina, y de hecho los árboles afectados por este hongo, al pudrirse, quedan con un color pardo. Nuestro objetivo es saber cómo actúan estos hongos, cómo consiguen hacerse con la celulosa, y que podamos recuperar la mayor cantidad de la glucosa de la madera para utilizarla en producir alcohol.

Además de la investigación aplicada, el catedrático Gerardo Pisabarro destaca la importancia de la investigación básica en genómica y en microorganismos, ya que "esencialmente todos los seres vivos estamos organizados de un modo similar. Hay aspectos de la regulación de los genes que podemos estudiar en sistemas simples como los hongos y obtener respuestas que son aplicables a nosotros mismos".

Por otra parte, estamos asistiendo a una verdadera revolución tecnológica en la secuenciación de genomas que probablemente hará posible conocer la secuencia de individuos particulares a un coste aceptable por los sistemas de salud. "Esto, definitivamente, supondrá una revolución en la medicina tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de muchas enfermedades de forma completamente personalizada", cocluye Pisabarro.

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