Análisis de Balance de flujos metabólicos aplicado a la producción de lípidos microbianos.

• Autores: Castañeda, María Teresita; Nuñez, Sebastián; Voget, Claudio; Garelli, Fabricio; De Battista, Hernán
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: análisis de balance de flujos metabólicos; lípidos microbianos; rhodosporidium toruloides
• Institución: Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires

Los lípidos microbianos han adquirido relevancia en los últimos años por su creciente empleo en la producción de biodiesel [1, 2]. Este biocombustible constituye una alternativa a la utilización de combustibles fósiles y, de este modo, contribuye a la reducción del impacto ambiental. Estos “biolípidos” son obtenidos mediante procesos biotecnológicos, empleando microrganismos oleaginosos capaces de acumular más del 20% de su peso seco en lípidos, principalmente en forma de triglicéridos (TAG) [1]. Rhodosporidium toruloides es una de las especies de levaduras oleaginosas más empleadas debido a su versatilidad nutricional, su elevado rendimiento lipídico y la calidad del perfil de ácidos grasos obtenido [3, 4]. No obstante, uno de los factores limitantes para la utilización de estos procesos en gran escala, es el costo de producción [5]. Es por ello, que resulta indispensable la optimización del proceso incluyendo la composición del medio de cultivo y la estrategia de cultivo empleada. Típicamente, se utiliza una estrategia de producción de TAG en dos etapas. La primera, está dirigida a la producción de elevadas concentraciones de biomasa, generalmente mediante cultivos sumergidos bajo limitación por carbono. En la segunda etapa, por otro lado, se induce la formación de lípidos mediante la limitación de un nutriente esencial para el crecimiento, con la consiguiente asimilación del carbono remanente en el medio de cultivo mediante la acumulación de TAG [6]. Con este modo de operación se han reportado procesos con limitación en nitrógeno [7], fosfato [8], azufre [9], etc. con diferentes relaciones molares entre carbono y el nutriente limitante (C/N, C/P y C/S, respectivamente). La ingeniería metabólica es una disciplina muy útil a la hora de optimizar procesos biológicos. Dentro de esta disciplina, el Análisis de Balance de Flujos Metabólicos (FBA) es una herramienta muy eficaz para predecir, vía simulación, el comportamiento microbiano frente a diferentes perturbaciones externas [10]. A su vez, mediante el desarrollo de mapas metabólicos adecuados, permite la optimización del proceso in silico para luego llevar a cabo la correspondiente validación in vitro. Recientemente, Bommareddy et al. [12] reportaron un modelo metabólico de R. toruloides para la producción de TAG en cultivo sumergido. En dicho trabajo, emplearon Modos Elementales (EM) [13] como herramienta para el cálculo de los rendimientos máximos de TAG con diferentes fuentes de carbono, en sistema de cultivo por lotes (batch). En el presente trabajo, se emplea el modelo metabólico de R. toruloides descrito por Bommareddy et al. para la optimización de la producción de TAG mediante FBA, y se contrasta con los rendimientos máximos obtenidos en el citado trabajo. Adicionalmente, se proponen mejoras al citado modelo, con el objetivo de simular más fehacientemente el comportamiento microbiano y alcanzar rendimientos acordes a los resultados experimentales.