Los investigadores usan esporas microbianas para mejorar la trazabilidad de los alimentos
Con la creciente complejidad del suministro global de alimentos, los científicos de la Escuela de Medicina de Harvard (HMS) han desarrollado un sistema microbiano con código de barras de ADN que puede usarse para etiquetar objetos agrícolas de una manera «económica, escalable y confiable».
El equipo de investigación describió cómo las esporas microbianas sintéticas se pueden introducir de forma segura en objetos y superficies en un punto de origen, como un campo o planta de fabricación, y se pueden detectar e identificar meses después, mejorando así la trazabilidad.
Las esporas se derivan de la levadura de panadería y una cepa bacteriana común utilizada en una amplia variedad de aplicaciones, como los suplementos dietéticos probióticos, y están diseñadas para ser incapaces de crecer en la naturaleza para evitar efectos ecológicos adversos.
«Los científicos de la Escuela de Medicina de Harvard (HMS) han desarrollado un sistema microbiano con código de barras de ADN que puede usarse para etiquetar objetos agrícolas de una manera «económica, escalable y confiable.»
“Las esporas son, en muchos sentidos, una solución de la vieja escuela y se han rociado de forma segura sobre productos agrícolas como inoculantes del suelo o pesticidas biológicos durante décadas. Acabamos de agregar una pequeña secuencia de ADN que podemos amplificar y detectar ”, dijo el autor correspondiente del estudio Michael Springer, profesor asociado de biología de sistemas en el Instituto Blavatnik en HMS.
«También trabajamos duro para asegurarnos de que este sistema sea seguro, utilizando cepas microbianas comunes y construyendo en múltiples niveles de control», agregó Springer. «Esperamos que pueda usarse para ayudar a resolver problemas que tienen enormes implicaciones económicas y de salud pública«.
Según los investigadores, el uso de secuencias de ADN sintetizadas a medida como códigos de barras ha demostrado en principio ser eficaz para etiquetar alimentos y otros artículos. Para ser ampliamente útiles, los códigos de barras de ADN deben producirse a bajo precio en grandes volúmenes, persistir en objetos en entornos muy variables y ser capaces de decodificarse de manera confiable y rápida, obstáculos que hasta ahora no se han superado porque el ADN es frágil, explicaron.
En su estudio, Springer y sus colegas se propusieron determinar si los códigos de barras de ADN incluidos dentro de las esporas microbianas, que se pueden rociar sobre los cultivos e identificar meses después, podrían ayudar a resolver estos desafíos.
El equipo de investigación creó secuencias de ADN a medida que integraron en los genomas de las esporas de dos microorganismos: Saccharomyces cerevisiae y Bacillus subtilis.
Insertadas en el genoma en conjunto, las secuencias están diseñadas para que se puedan crear miles de millones de códigos de barras únicos.
«El equipo de investigación creó secuencias de ADN a medida que integraron en los genomas de las esporas de dos microorganismos: Saccharomyces cerevisiae y Bacillus subtilis.»
El equipo se aseguró de que las esporas con código de barras de ADN no pudieran multiplicarse, crecer y extenderse en la naturaleza mediante el uso de cepas microbianas que requieren suplementos nutricionales específicos y eliminando los genes necesarios para que las esporas germinen y crezcan.
«Las esporas pueden sobrevivir en la naturaleza durante un tiempo extremadamente largo y son un medio excelente para incorporar códigos de barras de ADN», dijo el coautor del estudio Jason Qian, un estudiante graduado en biología de sistemas en HMS. “Identificar los códigos de barras es sencillo, utilizando un lector de placas y un filtro de plástico naranja en la cámara de un teléfono celular. No prevemos ningún desafío para la capacidad de implementación en el campo ”.
«Las esporas pueden sobrevivir en la naturaleza durante un tiempo extremadamente largo y son un medio excelente para incorporar códigos de barras de ADN.»
Cuando se roció sobre hierba y se expuso al clima natural durante varios meses, las esporas permanecieron detectables, con una mínima propagación fuera de la región inoculada. En ambientes como arena, tierra, alfombra y madera, las esporas sobrevivieron durante meses sin pérdida de tiempo, y fueron identificadas después de perturbaciones como aspirar, barrer y viento y lluvia simulados.
«Como científicos, nuestra tarea es resolver los desafíos científicos, pero al mismo tiempo queremos asegurarnos de reconocer las implicaciones sociales más amplias», dijo Springer. «Creemos que las esporas con código de barras son las más adecuadas para aplicaciones agrícolas e industriales y serían ineficaces para la vigilancia humana».
«Los brotes de patógenos nocivos transmitidos por los alimentos como Listeria, Salmonella y E. coli ocurren de forma natural y frecuente», dijo Springer. «Las herramientas de biología sintética simples y seguras y el conocimiento de biología básica nos permiten crear cosas que tienen mucho potencial para resolver problemas de seguridad del mundo real».
Fuente: revista «New Food Magazine»
