Un estudio abre las puertas a fuentes de combustible más baratas y limpias
El ojo agudo y el espíritu de curiosidad de una investigadora llevaron al descubrimiento de un nuevo método de ingeniería celular, un hallazgo que abre las puertas a fuentes más sustentables para todo, desde combustible hasta suplementos vitamínicos.
La doctora Emma Walker, graduada de la Universidad de Western Ontario, descubrió una forma más eficaz de introducir ADN en diatomeas, algas unicelulares que se encuentran cerca de la superficie de océanos, lagos y ríos. Las diatomeas, que almacenan energía en forma de aceites naturales, podrían ofrecer una forma más económica y limpia de desarrollar biocombustibles y nutracéuticos como ácidos grasos omega-3, antioxidantes y vitaminas.
Pero es el enfoque de Walker el que sienta las bases para aprovechar esas posibilidades.
"La gente ha estado interesada desde hace mucho tiempo en modificar genéticamente las diatomeas para producir medicamentos, biocombustibles y otros compuestos valiosos", dijo la ex candidata a doctorado.
El estudio, dirigido por el profesor Bogumil Karas de la Facultad Walker y Schulich de Medicina y Odontología detalla una forma de introducir herramientas de edición genética y de ADN en las diatomeas.
La entrega confiable de ADN es el paso clave que permitirá a los investigadores diseñar rápidamente células para producir alimentos, medicamentos y combustibles.
Imagen: Vías canónicas [1] y alternativas [2] para la administración y el ensamblaje de episomas en P. tricornutum. Crédito: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68562-6
"Comencé el proyecto de diatomeas sintéticas para desarrollar herramientas que permitan la entrega o el reemplazo de genes individuales, lo que nos permitirá comprender su función y rediseñar selectivamente los componentes genéticos cuando sea necesario", dijo Karas.
Entregar ese ADN fue uno de los principales obstáculos.
Las diatomeas están envueltas en una frústula, una cubierta protectora de sílice, que les ayuda a sobrevivir en la naturaleza. Sin embargo, esta cubierta protectora puede hacer que la ingeniería genética sea lenta, inconsistente y, a menudo, poco fiable en el laboratorio.
Un resultado casual desencadena un gran avance
"Fue una casualidad. Estaba probando un método para administrar ADN mediante electroporación (donde electrocutamos células para crear poros temporales que permiten la inserción de moléculas en ellas) y habían surgido tres colonias diminutas, lo cual fue emocionante", dijo Walker.
"Cuando el profesor Karas repitió este experimento, tenía más de cien colonias, así que quería ver por qué su experimento era más eficiente que el mío porque, para mí, no es suerte".
Trabajó a la inversa para probar diferentes condiciones mientras repetía el experimento. Tras un par de semanas de pruebas, se dio cuenta de que las células que Karas utilizó eran más antiguas. Al observar estas células viejas al microscopio, algunas habían adquirido una forma esférica característica que indicaba que la pared celular externa se estaba desintegrando.
Walker planteó la hipótesis de que la degradación de la pared celular de las diatomeas influía en la capacidad de insertar nuevas moléculas. Comprobó su hipótesis tratando las células de diatomeas con un poco de alcalasa, una enzima capaz de perforar la pared celular.
Esto mejoró drásticamente su capacidad de mover moléculas hacia la diatomea a través de la electroporación, tanto que ahora estaba generando más de 20.000 colonias en un solo experimento.
Imagen: La esferoplastia de células de P. tricornutum aumenta la eficiencia de transformación. Crédito: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68562-6
Abriendo puertas a tecnologías más ecológicas
Fue un importante avance porque permitió a los investigadores comenzar a probar los nuevos límites de su método para insertar nuevas moléculas, clave para rediseñar las diatomeas con el fin de producir compuestos que aumentarían su potencial para crear biocombustibles y alimentos saludables.
"Esto amplía nuestra capacidad para diseñar el organismo, lo cual es importante porque algún día queremos poder crear una cepa de esta diatomea que esté controlada por un genoma construido sintéticamente. Para ello, necesitamos poder diseñar este organismo fácil y rápidamente", dijo Walker
El estudio también mostró que un método químico de bajo costo para insertar moléculas usando polietilenglicol (PEG) funcionó mejor una vez que se eliminó la pared celular, lo que hizo que este enfoque fuera más accesible ya que los laboratorios no necesitarían depender de costosos equipos de electroporación.
Los investigadores también descubrieron que las diatomeas son capaces de ensamblar grandes piezas de ADN dentro de sus propias células.
Este nuevo enfoque podría acelerar drásticamente los plazos de investigación, dijo Karas.
"En lugar de pasar varias semanas moviendo ADN a través de bacterias antes de que llegue a una diatomea, ahora podemos introducir el ADN sintético directamente", afirmó Karas. "Esto ahorra mucho tiempo y esfuerzo, reduce errores y abre nuevas posibilidades".
Estas técnicas ya se han adaptado para otra especie de diatomea gracias a la colaboración internacional con el Dr. Thomas Mock de la Universidad de East Anglia (Reino Unido). Esto acerca a los científicos a la resintetización de ADN que puede utilizarse para desarrollar tecnologías energéticas más ecológicas y nuevas soluciones sanitarias.
"A veces los mayores avances surgen al notar algo inesperado y preguntar por qué", afirmó Walker.
El estudio se ha publicado en Nature Communications: Breaking the cell wall for efficient DNA delivery to diatoms
