Argumento de Clonación y Caracterización Funcional de Genes Implicados en la Acumulación de ácidos Grasos Poliinsaturados en Aceites de Sem
Este trabajo de investigación su fin último es la obtención de plantas oleaginosas transgénicas con una alta producción de los ácidos grasos gamma-linolénico (GLA) y octadecatetraenoico (OTA), los cuales poseen importantes aplicaciones terapéuticas y nutricionales. Las características productivas de esta planta transgénica, junto a la existencia de métodos eficientes en la obtención de los correspondientes aceites, permitirá disponer de una fuente económica, y por tanto rentable, para la purificación de GLA/OTA. El proyecto de tesis se centra en la clonación y caracterización funcional de genes que codifican enzimas claves tanto para la producción de dichos ácidos grasos, como es el caso de las delta-6-desaturasas (D6DES), como para la incorporación de los mismos a los triglicéridos que componen mayoritariamente el aceite de semillas, siendo éste el caso de la diacil-glicerol acil-transferasa (DAGAT). Estos genes se obtendrán a partir de ciertas especies del género Echium, caracterizadas por acumular importantes cantidades de GLA/OTA en sus semillas. El ácido gamma-linolénico (GLA, 18:3n6) es un ácido graso esencial de la serie omega-6. Por otra parte, el ácido octadecatetraenoico (OTA, 18:4n3) es un ácido graso esencial de la serie omega-3. Existen datos recientes que indican que este compuesto podría actuar en el organismo como precursor de PUFAs muy importantes de la familia omega-3 como el ácido eicosapentaenoico (EPA 20:5n3), y el ácido docosahexaenoico (DHA; 22:6n3), con importantes aplicaciones terapéuticas. El GLA es sintetizado a partir del ácido linolénico (18:2n6, LA ) mediante la actividad de una D6DES (Harwood 1996) que introduce un nuevo doble enlace en el carbono situado en posición delta6. La misma enzima es capaz de introducir dicha desaturación sobre el ácido alfa-linolénico (18:3n3, ALA) produciendo el ácido octadecatetraenoico (18:4n3, OTA). Por consiguiente, tanto el GLA como el OTA tienen interés como nutrientes esenciales y como componentes de algunos productos farmacéuticos y alimentos saludables (health foods). Recientemente nuestro grupo de investigación identificó un grupo de plantas del género Echium (Boraginaceae), endémicas de la Macaronesia, capaces de acumular grandes cantidades de GLA en sus semillas (Guil-Guerrero, J.L.,et al., 2000a y b). Dichas especies han sido punto de partida para el aislamiento de genes relacionados con la síntesis y acumulación de dichos ácidos grasos en las semillas. Hemos identificado la existencia de una familia multigénica que agrupa genes con alta homología, D6DES previamente clonadas en otros organismos. En concreto, a partir de E. pitardii se han identificado dos genes altamente relacionados, que hemos denominado EPD6DES-A y EPD6DES-B. Recientemente hemos llevado a cabo la caracterización funcional del producto EPD6DES-A, habiendo comprobado su capacidad para sintetizar GLA y OTA a partir de los sustratos correspondientes (García-Maroto et al., 2002). Al iniciar esta tesis desconocemos la actividad de EPD6DES-B, lo que constituye un primer objetivo del trabajo. La síntesis de triglicéridos (TAG) se puede llevar a cabo a partir de ácido fosfatídico (PA), dependiendo de la especie considerada. El PA actúa como precursor de las especies altamente insaturadas de diacil-glicerol (DAG)(Christine, M., et al, 1999) utilizado para la síntesis de TAG en muchos aceites de semillas. La diacil-glicerol acil-transferasa (DAGAT), es la enzima encargada de la acilación final del DAG a partir de acil-CoA( Wesellake, R.J., et al, 2000) y se considera que cataliza el paso limitante en la síntesis de TAG( Dahlqvist, A., et al, 2000), habiéndose postulado su posible capacidad de discriminar entre distintos a. grasos. Por ello parece que la utilización de la DAGAT procedente de especies capaces de acumular GLA/OTA constituya una forma de incrementar la acumulación de estos a.grasos inusuales en las semillas de plantas oleaginosas que no los contienen de forma natural.0
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