Exploring the Potential of Nicotiana benthamiana as a Sustainable Platform for High-Value Metabolite Production
[ES] La agricultura molecular (PMF, por sus siglas en inglés) es un área emergente de la biotecnología que utiliza plantas como biofactorías para la producción de compuestos de alto valor. El género Nicotiana se ha utilizado ampliamente como uno de los principales chassis para la ingeniería genética...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de València (UPV) |
| Repositorio: | RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valéncia |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:riunet.upv.es:10251/228871 |
| Acceso en línea: | https://riunet.upv.es/handle/10251/228871 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Escualeno Astaxantina Agricultura molecular Transformación transitoria Transformación estable Squalene Astaxanthin Molecular farming Transient transformation Stable transformation Máster Universitario Erasmus Mundus en Mejora Genética Vegetal / Erasmus Mundus Master in Plant Breeding - emPLANT +-Màster Universitari Erasmus Mundus en Millora Genètica Vegetal / Erasmus Mundus Màster in Plant Breeding - emPLANT + |
| Sumario: | [ES] La agricultura molecular (PMF, por sus siglas en inglés) es un área emergente de la biotecnología que utiliza plantas como biofactorías para la producción de compuestos de alto valor. El género Nicotiana se ha utilizado ampliamente como uno de los principales chassis para la ingeniería genética y la producción de proteínas y otras moléculas, debido a su alta eficiencia de transformación genética. En particular, Nicotiana benthamiana ha servido durante mucho tiempo como un modelo versátil tanto para transformaciones genéticas transitorias como estables, y su condición de cultivo no alimentario la hace especialmente atractiva para la producción segura de productos farmacéuticos, nutracéuticos y otros compuestos valiosos. Esta investigación tiene como objetivo evaluar el potencial de N. benthamiana como biofactoría para la producción sostenible de escualeno junto con otros metabolitos de interés comercial, como los cetocarotenoides. El escualeno (c₃₀h₅₀) es un triterpeno hidrocarbonado compuesto por seis dobles enlaces carbono-carbono y actúa como precursor de esteroles y triterpenoides. Tiene múltiples funciones y aplicaciones, siendo utilizado principalmente en medicina y en la industria farmacéutica como adyuvante en vacunas. Además, es valioso en los sectores cosmético, de biocombustibles y en otros ámbitos, gracias a sus propiedades anticancerígenas, humectantes, cardioprotectoras y antioxidantes. Aunque se produce de manera natural como intermediario en diversos organismos, incluyendo plantas, hongos y bacterias, el escualeno fue descrito por primera vez en el aceite de hígado de tiburón. Actualmente, los tiburones siguen siendo una de las principales fuentes de este compuesto, por lo que se necesitan métodos más sostenibles para su producción. Por otro lado, los cetocarotenoides son un grupo de carotenoides oxigenados responsables de la pigmentación rosada a rojiza en diversos animales marinos y microorganismos. La astaxantina es una molécula de especial interés dentro de este grupo, debido a sus múltiples efectos beneficiosos sobre la salud humana, tales como propiedades antienvejecimiento, antiinflamatorias, inmunomoduladoras y anticancerígenas. Además, los cetocarotenoides poseen amplias aplicaciones en las industrias de alimentos funcionales, nutracéuticos y acuicultura. En este estudio, se transformaron de forma estable plantas de N. benthamiana para permitir la producción de escualeno en los cloroplastos, donde puede acumularse en grandes cantidades. Posteriormente, estas líneas fueron sometidas a una transformación transitoria para inducir la biosíntesis de cetocarotenoides. La cuantificación de los metabolitos de interés se realizó mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y cromatografía líquida de ultra-alto rendimiento (UPLC). Asimismo, se analizó la expresión de genes clave, como la escualeno sintasa, mediante PCR digital en gotas (ddPCR) para evaluar los cambios transcripcionales asociados a la producción de estos compuestos. Además, se llevó a cabo un proyecto complementario que consistió en el desarrollo de un protocolo de transformación de raíces mediante Agrobacterium en plantas de N. benthamiana cultivadas aeropónicamente. |
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