Factores limitantes de la productividad industrial
La industria biotecnológica produce enzimas para una gran variedad de aplicaciones, desde la producción de alimentos hasta el desarrollo de agentes farmacológicos. Sin embargo, los procesos de fermentación a escala industrial poseen ciertas limitaciones para el aprovechamiento comercial de determinados productos biotecnológicos (proteínas y enzimas) y requieren mejoras en la eficacia de la producción. El equipo del proyecto ATRIEM (Advanced training in industrial enzyme manufacturing) se centró en dos de estas limitaciones de la fermentación industrial, a saber: la heterogeneidad celular y la secreción de enzimas heterólogas. Asimismo, proporcionó formación especializada en técnicas de microbiología molecular y celular a investigadores noveles así como oportunidades valiosas de investigación en un entorno de trabajo industrial. Para estudiar cómo las células individuales responden a niveles elevados de producción enzimática, los investigadores desarrollaron sistemas promotor-marcador fluorescentes, que respondían a diferentes rutas fisiológicas y de diferenciación. Estos sistemas permitieron la monitorización de la expresión génica en poblaciones celulares gracias a su evaluación durante el proceso de fermentación de dos enzimas industriales modelo. En este contexto, se descubrió que la expresión de enzimas heterólogas generó un cuello de botella en la producción, tanto a nivel poblacional como a nivel celular, revelando la existencia de un vínculo directo con la respuesta al estrés. Los investigadores cuantificaron de manera precisa el efecto de la respuesta al estrés en la productividad y sus resultados pusieron de manifiesto que las enzimas heterólogas y no las nativas eran responsables de este fenómeno. Estos datos resaltaron la importancia de la coevolución entre una enzima nativa y su huésped natural y revelaron nuevas estrategias para mejorar la productividad. Es más, se descubrió que la localización cromosómica del conjunto de expresión enzimático estaba directamente correlacionada con la eficacia de la producción. En conjunto, las actividades de ATRIEM proporcionaron información industrial relevante sobre los factores limitantes de la productividad. Gracias a estos conocimientos, se desarrollarán estrategias potencialmente novedosas para mejorar la productividad en el sector biotecnológico.
Palabras clave
Industria biotecnológica, ATRIEM, heterogeneidad celular, enzimas heterólogas, localización cromosómica
