Búsqueda de nuevos almidones con características mejoradas para la industria

TORRESI, F; CARRILLO, JB; BUSI, MV; GOMEZ-CASATI, DF; MARTÍN, M

Simposio; XIV SIMPOSIO REDBIO ARGENTINA; 2023

Chlamydomonas reinhardtii es un alga verde, unicelular, biflagelada que se utiliza como organismo modelo para el estudio de numerosos procesos celulares, incluido el metabolismo del almidón. El proceso de fosforilación reverisble del almidón no está completamente descripto en C. reinhardtii. Se conoce que, en Arabidopsis thaliana, participan las proteínas Glucan water dikinase (GWD) y phosphoglucan water dikinase (PWD), en la fosforilación del almidón, y las proteínas Starch EXcess 4 (SEX4) y Like-SEX Four 2 (LSF2) en la desfosforilación del polisacárido. En lo que respecta a C. reinhardtii, la única información reportada indica la presencia de enzimas que fosforilan al almidón in vivo y la presencia de glucano fosfatasas, una de ellas caracterizada bioquímicamente un nuestro laboratorio: ChlreSEX4.En este trabajo, se analizó el efecto de la sobreexpresión de ChlreSEX4 en células de C. reinhardtii, estudiando las características fisiológicas de las líneas celulares, evaluando la expresión de distintos genes involucrados en el metabolismo del almidón y estudiando las propiedades de solubilidad, poder de hinchamiento y grado de fosforilación de los almidones sintetizados por cada una de las líneas sobreexpresantes.Para llevar a cabo nuestro objetivo, clonamos en células de C. reinhardtii cc1690 la secuencia codificante de ChlreSEX4 fusionada al péptido tránsito de direccionamiento a mitocondria de la proteína rubisco, utilizando el vector pChlamy3. Se obtuvieron tres líneas sobreexpresantes, nombradas como línea 13, línea 24 y línea 48. Todos los ensayos se realizaron en simultáneo con la cepa salvaje (WT) y los resultados se expresan en comparación con esta línea. Pudimos determinar un aumento en la actividad fosfatasa de los extractos crudos y un aumento en la cantidad de almidón acumulada en las líneas sobreexpresantes. También observamos que la sobreexpresión de ChlreSEX4 no afectó en ningún caso el crecimiento de las algas en condiciones óptimas.El almidón obtenido a partir de las distintas líneas no mostró alteraciones en sus características fisicoquímicas de solubilidad o poder de hinchamiento, a pesar de haberse evidenciado un aumento en la cantidad de fosfato presente en el almidón proveniente de las líneas 24 y 48, y a pesar de que la estructura de los gránulos, observada por miscroscopía electrónica, mostró alteraciones llamativas con respecto a los gránulos de la cepa WT.Por otra parte, se estudió la transcripción de distintos genes involucrados en el metabolismo del almidón. En las líneas sobreexpresantes se evidenció un aumento de la transcripción de los genes que codifican para enzimas de síntesis de almidón y para la enzima quinasa PWD.Nuestros resultados nos indican que mediante la sobreexpresión de la glucano fosfatasa ChlreSEX4 se logró alterar la estructura de los gránulos de almidón de C. reinhardtii, obteniéndose líneas con mayor acumulación de almidón y con mayor contenido de fosfato en los gránulos.