Los hongos han emergido en los últimos años como una fuente muy prometedora de proteína sostenible. En particular, algunas especies fúngicas producen una proteína llamada mycoproteína, que es ya muy usada en sustitutos de carne. Pero lo interesante ahora es cómo la tecnología de edición genética CRISPR puede optimizar estos hongos para hacerlos más eficientes, nutritivos y fáciles de producir.
Actualmente los estudios van en la línea de usar CRISPR para modificar hongos de la especie Fusarium venenatum, mejorando su digestibilidad, su rendimiento y reduciendo su huella ecológica, sin introducir ADN extraño.
¿Qué es CRISPR y cómo se aplica en hongos?
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) es un sistema originalmente descubierto en bacterias, que actúa como mecanismo de defensa frente a virus. Se ha adaptado como herramienta de edición del genoma. Básicamente, se requiere un ARN guía (gRNA) que “dirige” una proteína Cas hacia una secuencia específica del ADN para realizar un corte.
En el caso de los hongos, se puede usar CRISPR/Cas9 para introducir mutaciones, activar o desactivar genes, o modificar rutas metabólicas. Esta técnica ha resultado especialmente útil para organismos fúngicos industriales porque permite alterar su genoma de manera más precisa que métodos tradicionales como la mutagénesis aleatoria o la transformación por protoplastos.
Un obstáculo clásico de la genética fúngica es que muchos hongos tienen una eficiencia baja de reparación homóloga al introducir ADN exógeno, lo que dificulta insertar nuevos fragmentos. Con CRISPR, al inducir roturas de doble hebra, se estimula la reparación y se mejora la eficiencia de las ediciones.
Caso de estudio: Fusarium venenatum modificado
Las investigaciones recientes buscan trabajar con con F. venenatum, el mismo hongo utilizado para producir la mycoproteína de Quorn editando su genoma con CRISPR para lograr varios objetivos:
- Aumentar la tasa de crecimiento / rendimiento. Al editar ciertos genes, lograron que el hongo creciera mejor y produjera más biomasa por unidad de sustrato.
- Mejorar la digestibilidad. Modificando genes relacionados con su pared celular o con la composición de sus proteínas, consiguieron que la mycoproteína resultante sea más fácil de digerir para humanos.
- Reducir impacto ambiental. Gracias a la mayor eficiencia de producción, la huella de carbono y el consumo de recursos se reducen de forma significativa. Según el artículo, la huella podría reducirse hasta un 61%.
Además, un punto muy relevante es que no incorporaron ADN de otras especies, lo cual facilita su aceptación regulatoria y ética, y podría acelerar su comercialización.
Detalles técnicos del proceso de edición
Para realizar estas ediciones, los estudios siguen protocolos técnicos rigurosos:
- Diseño del ARN guía (gRNA): primero identifican las secuencias del genoma del hongo que quieren modificar. Luego diseñan gRNAs para dirigir la Cas9 a esos lugares concretos.
- Entrega del sistema CRISPR al hongo: uno de los retos en hongos es cómo introducir el complejo Cas9-gRNA en las células. Se pueden usar métodos como la transformación de protoplastos, rompiendo temporalmente la pared celular.
- Inducción del corte en el ADN: una vez dentro, Cas9 realiza un doble corte en la hebra de ADN.
- Reparación del ADN: tras el corte, la célula del hongo entra en modo de reparación. Dependiendo de lo que los científicos quieran (inactivar un gen, insertar una secuencia), se aprovecha uno u otro mecanismo.
- Selección y validación: tras la edición, las colonias modificadas se cultivan y analizan para verificar que se han producido las mutaciones deseadas. Se emplean pruebas como PCR, secuenciación o análisis del crecimiento.
Aplicaciones y futuro de la biotecnología fúngica
Este tipo de ingeniería fúngica tiene muchas aplicaciones interesantes:
- Alimentación sostenible: crear hongos ricos en proteína, con textura similar a la carne, podría ayudar a reducir la dependencia de la agricultura animal tradicional.
- Biorefinerías fúngicas: hongos modificados podrían producir no solo proteína, sino compuestos valiosos para la industria química, farmacéutica o energética.
- Investigación médica: los hongos son modelos útiles en biología molecular para estudiar rutas génicas, patogenicidad o resistencia a fármacos.
- Materiales vivos: existen líneas de investigación que usan micelio para fabricar materiales como bioconcreto o tejidos autorreparables.
Riesgos, desafíos y ética
La edición genética de hongos plantea riesgos y desafíos:
- Desregulación de genes: las mutaciones podrían tener efectos inesperados, provocando metabolitos no deseados.
- Contención biológica: es imprescindible evitar la liberación accidental de hongos modificados.
- Regulación: aunque en algunos casos no se introduzca ADN externo, la legislación sobre OGM sigue siendo compleja.
- Aceptación social: la biotecnología alimentaria continúa generando dudas en parte del público.
La edición con CRISPR de hongos como Fusarium venenatum representa un salto muy significativo en la biotecnología fúngica. Permite cultivar hongos con mayor rendimiento, más digestibles y con menor impacto ambiental, lo que podría transformar la forma en que producimos proteína alternativa y otros compuestos biológicos.
Aunque aún hay barreras técnicas, regulatorias y sociales por superar, los avances recientes muestran que el futuro de los hongos “crispados” podría estar más cerca de lo que imaginamos.
