El grupo de Biología Molecular y Fisiología Molecular del Instituto Botánico produce los pigmentos del azafrán en plantas de tabaco

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El grupo de Biología Molecular y Fisiología Vegetal de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) da un paso más en la línea de investigación sobre la explotación biotecnológica de los metabolitos secundarios de las plantas, ya que acaba de publicar un artículo en la prestigiosa revista Metabolic Engineering que recoge la producción de crocinas y picrocrocina de azafrán en la planta modelo Nicotiana benthamiana. Este trabajo es fruto de la colaboración con el grupo de Biotecnología de Virus de Plantas del IBMCP de Valencia y el grupo de Metabolómica de Plantas del ENEA de Roma.

El artículo publicado se ocupa del desarrollo de un sistema de expresión transitoria llevado a cabo por un virus para producir cantidades notables de los principales compuestos que otorgan el color y el sabor al azafrán, crocinas y picrocrocina, en la planta modelo de tabaco (N. benthamiana). El sistema consta de clones virales derivados del potyvirus de tabaco (el virus de grabado de tabaco: TEV) que expresan las enzimas específicas de dioxigenasas de azafrán (Crocus sativus, CsCCD2L) y del arbusto de las mariposas (Buddleja davidii, BdCCD4.1) que actúan sobre el carotenoide zeaxantina para generar estos metabolitos.

Los análisis metabólicos de los tejidos infectados por estos clones virales demostraron que las plantas infectadas que portaban estos genes eran capaces de producir crocinas, picrocrocina y safranal. Usando el sistema viral que contenía la dioxigenasa de azafrán de CsCCD2L, se alcanzaron cantidades de 0.2% de crocinas y 0.8% de picrocrocina respecto al peso seco de la hoja en solo dos semanas desde el día de la infección de las plantas. “Es la primera vez que se obtienen estos compuestos en un sistema que es incapaz de producirlos de forma natural”, indican los investigadores.

Las crocinas y la picrocrocina son apocarotenoides glicosilados responsables, respectivamente, del color y el sabor único de la especia de azafrán, conocida como oro rojo debido a su alto precio. Varios estudios también han demostrado las propiedades beneficiosas para la salud. Sin embargo, sus altos costos dificultan el amplio uso de estos metabolitos en el sector farmacéutico. Teniendo en cuenta que los apocarotenoides de azafrán se recogen a partir de los estigmas de las flores una vez al año, y que las flores de Buddleja spp. acumulan cantidades mucho más bajas, este sistema ofrece una alternativa atractiva para la producción sostenible de estos metabolitos y sus posibles aplicaciones en cosmética, nutrición, para la fabricación de medicamentos, colorantes, fragancias, sabores, y complementos dietéticos.

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