Biotecnología para los retos del siglo XXI - CIB (CSIC)
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Newsletter nº3
Julio 2021
© CIB Margarita Salas
Biotecnología para los retos del
siglo XXI
Pilar S. Testillano alimentaria o el tratamiento de residuos contaminan-
Investigadora Científica del CSIC en el CIB Margarita tes. En el departamento de Biotecnología Microbiana
Salas y de Plantas del Centro de Investigaciones Biológicas
Vicedirectora Margarita Salas trece grupos de investigación intentan
comprender cómo las plantas, los artrópodos y los mi-
En estos tiempos de pandemia a nadie se le escapa la croorganismos interactúan y responden a su entorno
importancia y enorme utilidad que tiene la biotecno- para desarrollar aplicaciones biotecnológicas para los
logía, cuando la ansiada vacuna para la COVID-19 ha sectores agrícola, medioambiental e industrial. Busca-
llegado de la mano de modernas técnicas desarrolladas mos mejorar la resiliencia de las plantas a patógenos y
dentro de esta disciplina. Pero no solo para producir va- a las nuevas condiciones ambientales asociadas al cam-
cunas en tiempo récord, la biotecnología es y será cru- bio climático, desarrollar estrategias novedosas para el
cial para afrontar los complejos retos que se avecinan, control de plagas y enfermedades, acelerar la mejora de
identificados por las Naciones Unidas en 2015 dentro los cultivos, explotar el potencial de los sistemas micro-
de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), que biológicos para biorremediación de contaminantes y
pretenden erradicar la pobreza, proteger el planeta y producción de productos químicos, biocombustibles y
asegurar la prosperidad para todos. Estos ambiciosos biopolímeros (plásticos) a partir de biomasa o desechos
objetivos contemplan transformaciones profundas de industriales, todo ello mediante sistemas sostenibles y
nuestros sistemas productivos, combatir el hambre, de economía circular. La transferencia tecnológica y del
conseguir la seguridad alimentaria y una mejor nutri- conocimiento a sectores productivos es un objetivo de
ción, promover la agricultura sostenible, combatir el los grupos del departamento, así como de grupos de
cambio climático o conservar los ecosistemas terrestres otros departamentos que también realizan proyectos de
y marinos a salvo de contaminantes, entre otros desa- biotecnología aplicada a la salud.
fíos. En ser capaces de conseguirlo nos va la vida y el En este nuevo número de nuestra newsletter se des-
bienestar global. criben con más detalle algunos de estos proyectos y los
En sentido amplio podemos definir la biotecnología últimos logros obtenidos en este contexto. Incluimos
como toda aplicación tecnológica que utilice sistemas también una entrevista a la Prof. Auxiliadora Prieto,
biológicos, organismos vivos, partes de ellos o sus de- coordinadora de la Plataforma Temática Interdiscipli-
rivados para la creación o modificación de productos nar del CSIC SusPlast sobre plásticos sostenibles para
y procesos para usos específicos. Durante siglos la hu- una economía circular.
manidad ha hecho biotecnología con productos como Necesitaremos de la biotecnología para enfrentarnos
la cerveza, el vino, el queso o el pan, alimentos que a los inminentes retos del siglo XXI, sin olvidarnos de
resultan de la acción de microorganismos vivos que la necesidad de ampliar nuestro conocimiento básico
han sido utilizados por el hombre para obtener estos sobre las estructuras biológicas, su dinámica, interrela-
productos. Pero ha sido en las últimas décadas cuando ción y funciones, desde el nivel molecular y celular has-
la biotecnología ha sufrido un desarrollo espectacular, ta el organismo, conocimiento que también generamos
teniendo cada vez más aplicaciones en nuestro día a en el CIB Margarita Salas, donde desarrollamos investi-
día: desde el desarrollo farmacéutico a la producción gación en Biología para el Bienestar Global.
Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas Consejo Superior de Investigaciones Científicas Newsletter nº3 Julio 2021 1
Unos pocos números
La actividad primor-
dial del CIB Margarita
Salas es la generación
de conocimiento. Nues-
tros investigadores e in-
vestigadoras abordan
cuestiones científicas
relevantes en el ámbito
de la estructura y fun-
ción de las moléculas,
las células y los seres vi-
vos. Siguiendo la diná-
mica propia de la cien-
cia, compartimos las
respuestas encontradas
con toda la comunidad
investigadora mundial en publicaciones especializadas mento necesario, aunque no suficiente, para lograr el
y congresos científicos. Pero no nos quedamos en ello, desarrollo de productos que lleguen a la sociedad. Un
pues ese conocimiento adquiere una dimensión adicio- paso más es la licencia de las patentes a empresas que
nal cuando se transfiere a la sociedad que nos financia en apliquen el conocimiento o, incluso, la actividad em-
forma de productos y servicios. Para ello contamos con prendedora por parte de los propios investigadores e
una Unidad Estratégica de Transferencia, directamente investigadoras que les lleva a crear empresas. Durante
dependiente de la Dirección, que también forma parte dicho periodo se han licenciado seis patentes y se han
de la Unidad de Comercialización de la Vicepresidencia creado cuatro empresas de base tecnológica. Todo ello
Adjunta de Transferencia del Conocimiento del CSIC. es una prueba de nuestro compromiso con la sociedad y
De esta forma, en el periodo 2016-2020, desde el CIB nuestra determinación de aplicar nuestro conocimiento
Margarita Salas se han solicitado 130 patentes, instru- en Biología para el Bienestar Global.
El CIB Margarita Salas, comprometido
con los ODS
Begoña García Sastre Muchos de los retos a los que se enfrenta la sociedad
Periodista contratada por el Fondo de Garantía Juvenil actual solo se pueden abordar promoviendo el desarro-
llo sostenible desde una perspectiva global apoyada en
El desarrollo sostenible se ha definido como aquel ca- tres pilares fundamentales: cuidado del planeta, prospe-
paz de satisfacer las necesidades del presente sin com- ridad económica y bienestar social. Esto exige esfuerzos
prometer la capacidad de las futuras generaciones para concentrados en construir un futuro mejor por parte de
satisfacer sus propias necesidades, garantizando el equi- todos los actores de la sociedad: gobiernos e institucio-
librio entre el crecimiento económico, el cuidado del nes públicas, entidades sociales, sector privado e indivi-
medioambiente y el bienestar social. Este concepto apa- duos de todo el mundo.
reció por primera vez en 1987 en el Informe Brundtland, Con este objetivo de aunar esfuerzos, en septiembre de
elaborado por distintas naciones para la ONU, en el que 2015 todos los Estados Miembros de las Naciones Uni-
se alertaba de las consecuencias medioambientales ne- das aprobaron, en un acuerdo internacional sin prece-
gativas del desarrollo económico y la globalización. Sin dentes, los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
embargo, este término va más allá del medioambiente; enmarcados en la Agenda 2030 para el Desarrollo Sos-
se trata de abordar el desarrollo del ser humano también tenible, un plan para alcanzar esos objetivos en 15 años.
transformando las economías y, sobre todo, reduciendo Este acuerdo supone un fuerte compromiso para lograr
las desigualdades sociales. reconducir nuestros pasos hacia un futuro mejor para
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las siguientes generaciones de todo el planeta. llevar cultivos a zonas remotas del planeta donde hasta
Los 17 Objetivos del Desarrollo Sostenible son: ahora no crecía nada. En cuanto a otros ODS relaciona-
1. Fin de la pobreza. dos con el medioambiente, como el 7, ENERGÍA ASE-
2. Hambre cero QUIBLE Y NO CONTAMINANTE; el 11, CIUDADES
3. Salud y bienestar. Y COMUNIDADES SOSTENIBLES; el 12, PRODUC-
4. Educación de calidad. CIÓN Y CONSUMO RESPONSABLE; el 13, ACCIÓN
5. Igualdad de género. POR EL CLIMA; y el 15, VIDA DE LOS ECOSISTE-
6. Agua limpia y saneamiento. MAS TERRESTRES; en el CIB Margarita Salas hay mu-
7. Energía asequible y no contaminante. chos grupos cuyas investigaciones biotecnológicas tra-
8. Trabajo decente y crecimiento económico. tan de contribuir a alcanzarlos. Hay líneas que buscan
9. Industria, innovación e infraestructura. aprovechar la biomasa vegetal para mejorar procesos
10. Reducción de las desigualdades. industriales o fabricar biocombustibles; otras tratan de
11. Ciudades y comunidades sostenibles. aprovechar los residuos de ciertas industrias para fabri-
12. Producción y consumo responsables. car otros productos que hasta ahora se hacían de mane-
13. Acción por el clima. ra más contaminante; otros desarrollan su investigación
14. Vida submarina. en bioplásticos como alternativa al plástico derivado de
15. Vida de ecosistemas terrestres. la industria petroquímica, que actualmente supone un
16. Paz, justicia e instituciones sólidas. problema de contaminación muy importante; hay gru-
17. Alianzas para lograr los objetivos. pos en búsqueda de herramientas biotecnológicas que
consigan eliminar los contaminantes del suelo, el aire y
Estos objetivos no se entienden de manera individual, el agua; y hay líneas centradas en hacer que las plantas
sino que son transversales e interaccionan unos con sean más resistentes a ambientes hostiles y así luchar
otros. Por ello se deben abordar todos en conjunto para contra la desertización. Sin embargo, estos no son los
lograr el futuro sostenible que buscamos. A cada objeti- únicos ODS abordados en el CIB Margarita Salas, sino
vo se le asignaron metas que se miden con diversos in- que hay otros muy importantes, como el 3, SALUD Y
dicadores. Actualmente, se está progresando en muchos BIENESTAR, con los que hay grupos muy comprome-
lugares, pero, en general, las medidas encaminadas a lo- tidos, dado que la biomedicina es la otra gran rama de
grar los objetivos todavía no avanzan a la velocidad ni investigación que vertebra la actividad del centro. Hay
en la escala necesarias y por ello se planteó el año 2020 líneas muy prometedoras que abordan desde la ciencia
como el inicio de una década de acción muy ambiciosa. más básica para entender las bases moleculares de cier-
Los líderes mundiales prometieron movilizar financia- tas patologías hasta la búsqueda de dianas terapéuticas
ción y reforzar las instituciones para lograr las metas fi- que lleven al descubrimiento de fármacos y tratamientos
jadas para 2030 en ese tiempo. para enfermedades neurodegenerativas, enfermedades
La investigación y la innovación juegan un papel fun- raras y otras alteraciones que amenazan la salud mun-
damental para llegar a cumplir estos objetivos. En el dial como el cáncer o la reciente COVID-19.
Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas Otro objetivo con el que el CIB Margarita Salas está
están muy presentes esas metas, en las que se enmarcan muy comprometido es el 5, IGUALDAD DE GÉNERO,
muchas de las líneas de investigación que se desarrolla fomentando la visibilidad, el avance y la promoción de
en el centro. Además, la multidisciplinariedad del CIB las carreras de las mujeres en ciencia. En febrero de 2021
Margarita Salas permite que las investigaciones puedan se creó la comisión de igualdad con el fin de promover
contribuir de alguna manera a muchos ODS a la vez. un enfoque integrado de género en el centro, así como
En esta Newsletter se muestran algunas de las líneas implementar medidas para lograr el principio transver-
centradas en biotecnología, un área estrechamente re- sal de igualdad entre hombres y mujeres.
lacionada con los ODS de cara a proteger el medioam- El esfuerzo por lograr que los ODS sean una realidad
biente y modificar hábitos que llevan años dañándolo. en 2030 debe ser una responsabilidad de todos, indivi-
En este aspecto, son varias las investigaciones priorita- duos e instituciones, y el CIB Margarita Salas, consciente
rias desarrolladas en el CIB Margarita Salas que se re- de su papel y compromiso con la sociedad, pone al servi-
lacionan con alguno de estos objetivos. Por ejemplo, en cio de un futuro mejor su investigación en biología para
relación con el número dos, HAMBRE CERO, hay gru- el bienestar global. Esta estrategia es clave para tratar
pos investigando sobre control de plagas y agricultura de dar solución a los principales desafíos a los que se
sostenible. Protegiendo los cultivos se evitarán pérdidas enfrenta la salud humana, animal y del planeta; además
de alimentos y se podrá dar de comer a más personas. de convertir la investigación básica en desarrollos indus-
También, si logramos mejorar la resistencia de las plan- triales en estos sectores que contribuyan a un modo de
tas a situaciones de estrés como la sequía, podremos vida más sostenible y saludable.
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Auxi Prieto: “El medioambiente, después de nuestro
paso, tiene que quedarse exactamente igual que estaba”
Carmen Fernández Alonso R| Cuando estudié farmacia lo hice porque me gusta-
Doctora en Ciencias Químicas del CIB Margarita Salas ban la biología y la química y me gustaba conocer desde
el punto de vista básico cómo funcionan los mecanis-
La sostenibilidad ambiental y la protección del medio mos moleculares de las reacciones, de la vida en general.
ambiente son retos clave dentro de los Objetivos de De- También, tenía un sentido muy práctico de la ciencia y
sarrollo Sostenible. En este contexto, el problema de la quería llegar a algo tangible que permitiera la transferen-
contaminación generada por el uso masivo de materiales cia, bien a la industria o a la sociedad. Cuando estudié,
plásticos y su acumulación en el entorno natural, genera hace ya bastante tiempo puesto que empecé la carrera en
una gran preocupación acerca del riesgo para el medio el 1985, no existía la carrera de biotecnología, y farmacia
ambiente, la salud animal y la humana. Así, se persigue era lo que más se ajustaba a mis intereses.
la implementación de procesos más sostenibles dentro Desde que empecé a estudiar microbiología en la ca-
de los que los plásticos de base biológica (bioplásticos) rrera me dije “¡esto es lo mío!”. El concepto de fábrica ce-
son una alternativa a los plásticos derivados de la indus- lular, de lo que es la microbiología industrial, de usar un
tria petroquímica, debido a su potencial biodegradabili- organismo vivo para producir algo y transferir la capaci-
dad y su origen a partir de fuentes renovables, como la dad química de un catalizador a una célula, me parecía
biomasa derivada de residuos. fascinante. Al acabar mis estudios de farmacia, me in-
Para este número de la corporé en el Centro de Investigaciones Biológicas para
Newsletter, entrevistamos hacer la tesis doctoral en biotecnología bajo la dirección
a la Prof. Auxiliadora Prie- del Prof. José Luís García. De este investigador me atrajo
to, investigadora principal mucho su manera de aproximar la investigación, puesto
del grupo de Biotecnología que venía de la industria y desarrollaba trabajos relacio-
de Polímeros del Centro nados con la ingeniería genética y la microbiología para
de Investigaciones Bioló- la transferencia industrial. Con José Luis me inicié en el
gicas Margarita Salas. Su campo de la biotecnología medioambiental e hice una
laboratorio se centra en la tesis doctoral sobre las rutas metabólicas dedicadas a la
producción de polímeros degradación de compuestos aromáticos.
de interés biotecnológico P| ¿Cuándo comenzaste a trabajar en la producción
como la nanocelulosa bac- de bioplásticos? ¿A qué se dedica tu grupo de investi-
teriana, y poliésteres bacte- gación específicamente en ese campo?
rianos como el PHA, uno de los bioplásticos más pro- R| Empecé en el año 1996 cuando me fui al Instituto
metedores por su carácter biodegradable. Además, es de Biotecnología de la Escuela Politécnica Federal Suiza
coordinadora de la Plataforma Temática Interdisciplinar (ETH) en Zurich, al grupo del Prof. Bernard Witholt.
del CSIC SusPlast, que se ocupa del desarrollo de activi- Este era uno de los primeros centros en Europa dedica-
dades de investigación y procesos innovadores, sin olvi- dos enteramente a la biotecnología. Quería aproximar-
dar las estrategias socioeducativas, en el contexto de la me a otros aspectos de la biotecnología medioambiental
producción de plásticos y su reciclaje, para implementar y el Prof. Witholt era uno de los pioneros en la produc-
una gestión de plásticos basada en una economía cir- ción de bioplásticos bacterianos, de hecho, fue el descu-
cular. Auxi Prieto ha formado parte en 2020 del grupo bridor de la producción de bioplásticos en Pseudomo-
de expertos coordinado por SAPEA (Science Advice for nas. Me incorporé como postdoc EMBO en su grupo.
Policy by European Academies) para la elaboración de Allí me formé en este campo, aprendí lo que la ingenie-
un informe que cubre la biodegradabilidad de los plásti- ría de bioprocesos podía aportar a la biotecnología, y es-
cos en el medioambiente para evaluar el problema de la tablecí una línea de trabajo que basaba la producción de
contaminación plástica a partir de las últimas evidencias bioplásticos en el estudio y control de la regulación de la
científicas. expresión génica. Esta manera particular de aproximar
P| Estudiaste farmacia, pero realizas tu trabajo de los proyectos, que difería de lo que mis compañeros in-
investigación en el campo de la microbiología y la genieros estaban haciendo, fue la base del establecimien-
biotecnología. ¿Qué te llevó a dar ese salto desde tus to del grupo de biotecnología de polímeros (POLYBIO)
estudios hasta tu actual trabajo? ¿Qué te atrajo de la que actualmente dirijo en el CIB Margarita Salas.
biotecnología? Mi grupo utiliza herramientas que van desde el uso
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de la ingeniería genética y metabólica a la biología sin- como sería el caso del embalaje de alimentos. Gestio-
tética y de sistemas, para crear productos que cubren un narlo teniendo que limpiar ese producto mezclado con
amplio espectro de biopolímeros bacterianos, como la otros materiales es más complicado, por lo que sería más
celulosa bacteriana, poliésteres, y monómeros de base adecuado por ejemplo tratarlo en plantas de compostaje,
biológica que se utilizan posteriormente para generar donde se procesan tanto restos alimentarios como estos
bioplásticos. bioplásticos, normalmente por fermentación bacteriana.
P| ¿Qué características tienen los bioplásticos? ¿To- Otra aplicación sería por ejemplo en el medioambiente,
dos son biodegradables? cuando no se pueden retirar, como sería el caso de un
R| Este es un término que lleva siempre a confusión. material para agricultura, muy difícil de reciclar desde el
Generalmente se refiere a un material plástico generado punto de vista químico porque hay que recogerlo, y tra-
mediante procesos biotecnológicos, aunque la verdad tarlo. Si no hay forma de usar otro tipo de gestión creo
es que también pueden producirse mediante procedi- que un plástico biodegradable o compostable es adecua-
mientos químicos. Y el prefijo bio se refiere tanto a base do.
biológica como a biodegradable. Los de base biológica P| ¿Qué ventajas y desventajas principales tienen los
son polímeros fabricados a partir de fuentes renovables bioplásticos frente a otras alternativas?
como el almidón de patata o la biomasa vegetal. La ma- R| Empecemos por lo malo primero, dejando lo mejor
yoría son biodegradables, pero no siempre es así. Por para el final. La principal desventaja es que actualmente
ejemplo, a partir de bioetanol se puede producir por las propiedades mecánicas y térmicas que podemos al-
ejemplo polietileno, aunque este no sea biodegradable. canzar con estos materiales no son siempre tan buenas
Además, existen bioplásticos que se generan a partir de como las de los plásticos procedentes de la industria pe-
fuentes fósiles, como por ejemplo la policaprolactona troquímica. La química de polímeros es ahora mismo
generada a partir de derivados de petróleo, pero que es muy potente, porque lleva muchísimos años desarro-
totalmente biodegradable. Así, este es un concepto bas- llándose y se consiguen materiales excelentes. Los ma-
tante amplio. Sin confundirnos, podemos decir que un teriales de base biológica llevan mucho menos tiempo
bioplástico es un plástico que puede ser biodegradable y en el mercado. Cumplir con el requisito de biodegrada-
que puede ser generado a partir de fuentes renovables, bilidad, y que a la vez se puedan procesar, y conferir a la
pero no tiene que cumplir ambas propiedades a la vez. aplicación final las propiedades adecuadas, es a día de
hoy lo más complicado. Otra de las desventajas es la ca-
pacidad de producción. Al producirse a partir de fuentes
renovables necesitamos residuos, biomasa, y esto con-
lleva una gestión adecuada de los residuos orgánicos
de la que a día de hoy no disponemos. Cada ciudadano
europeo produce en torno a 1kg de basura al día más o
menos, y si fuéramos capaces de gestionar esto bien, ten-
dríamos materia orgánica suficiente para transformarla
en bioproductos, cosa que a día de hoy no es posible ya
que no existe capacidad y no tenemos las plantas ade-
cuadas. Suministrar a una empresa la cantidad de bio-
Plásticos bacterianos biodegradables
plástico suficiente para que lo pueda testar y procesar
P| ¿Cuáles son las aplicaciones principales de los es una odisea, porque no contamos con un proveedor
bioplásticos? comercial de estos materiales, y hay que hacer proyectos
R| Serían aquellas en las que un plástico convencional específicos para poder desarrollar una aplicación deter-
no es fácilmente reciclable. Por ejemplo, el PET se reci- minada. Esto enlentece y dificulta la transferencia tecno-
cla fácilmente por lo que en sus aplicaciones quizá no lógica a la industria.
tendría mucho sentido sustituirlo por un plástico biode- Las ventajas del uso de bioplásticos se centran, sobre
gradable, aunque sí interesa producirlo a partir de fuen- todo, en el punto de vista medioambiental. Evitar, por
tes renovables. Si en lugar de pensar en las aplicaciones, ejemplo, que haya escapes de microplásticos que sean
pensamos en el origen del propio plástico, sería ideal sumamente recalcitrantes a lo largo de los años. Aunque
que la huella de carbono de la fabricación de cualquier puede ser cierto que los bioplásticos también produzcan
compuesto químico fuera cero, eso está claro. Si se usa microplásticos si se gestionan mal, o si hay escapes en las
un combustible fósil, la movilización de CO2 no permite plantas industriales de compostaje, pero no es lo mismo
cumplir estos requisitos. Otra de las premisas para ana- un bioplástico que en el peor de los casos dure 50 años
lizar si la aplicación es ideal para los bioplásticos es, por –normalmente son semanas- a uno que dura cientos.
ejemplo, si están contaminados de material orgánico, No tiene nada que ver. Por otra parte, debemos tener en
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cuenta el origen de los bioplásticos. En el contexto de que quede más bonito, podemos evitarlo. la economía circular y sobretodo en emisiones de CO2, Así, habría que reducir en lo posible, y reciclar ¡siem- presentan una diferencia abrumadora con respecto a los pre, siempre! No vale eso de “uff, no me apetece, qué ro- plásticos convencionales. llo ahora cambiar de bolsa…” Reciclar siempre, y seguir P| ¿Hay bioplásticos ya comercializados? las normativas que te están mandando los municipios R| Ya hay muchas plantas productoras, y materiales que y las unidades de gestión de residuos, y asegurarse de se están generando ahora mismo para una aplicación en cómo hay que hacerlo exactamente. No queda otra. concreto. Mi “frustración” es que podría haber mucho Yo creo que no podemos vivir sin plásticos y creo que más, porque la tecnología existe. Hay mucha demanda son muy útiles y hay que seguir usándolos, lo que pasa para cumplir las normativas europeas de producción de es que hay que usarlos bien. Y con los bioplásticos igual, este tipo de materiales, pero, como he comentado antes, están empezando a llegar al mercado y también es nece- un fabricante necesita el plástico “virgen” para poder de- sario saber cómo los tenemos que gestionar. No pode- sarrollarlo, procesarlo, y generar la aplicación adecuada. mos quedarnos solo con que son biodegradables, ¿y qué Y esto es lo que a día de hoy hay, pero no en cantidad hacemos luego, los echamos a los tiestos del jardín? No, suficiente para proveer a todas las no puede ser, hay que gestionarlos de manera adecuada, empresas que potencialmen- y con cabeza. Desde este punto de vista, las autoridades te podrían desarrollarlo. ya tendrían que estar viendo cómo vamos a hacer esto. Es en este Es muy fácil decir “al contenedor marrón, todo a com- punto en postaje”, pero es que no debería ser así ya que hay el que hay plásticos que tienen un valor añadido enorme y que trabajar. que se pueden reciclar. Hay muchas Ahora mismo solo se recicla lo que tiene va- iniciativas para lor comercial. Hay muchas cosas montar plantas de que se queman o no se re- producción y generar material ciclan adecuadamente suficiente. Muchas empresas es- porque no existe un tán intentando desarrollarlo por negocio en ello. sí mismas. En este sentido, va más Los poderes pú- rápida la demanda que el desarrollo; la blicos deberían tecnología existe, pero es la etapa interme- estar por encima dia la que está costando. Y esto sucede porque no se de eso, habría que ha invertido lo suficiente anteriormente. Todo esto va ver cuál es la ven- a golpe de normativa. Cuando la normativa está, todo taja desde el punto empieza a hacerse. Si nos hubiéramos preocupado desde de vista medioam- que tenemos la tecnología, o hubiera habido inversión biental, sobre todo con suficiente como para generar el material virgen nece- vistas a futuro. Tenemos que sario para hacer las pruebas, ahora mismo estaríamos ver qué es re-ciclable, qué no lo es, qué es revalorizable, listos. Ahora hay que ir corriendo… Se va a conseguir, qué podemos convertir, qué es pirolizable. En este sen- pero hará falta tiempo... tido, yo estoy totalmente a favor de la pirolisis porque P| Más allá de la legislación, ¿cómo podríamos ac- el gas que se produce es aprovechable. Da igual que el tuar como ciudadanos? ¿Qué puedo hacer yo en mi carbono esté en un material sólido o esté en un gas ya casa, para contribuir a gestionar estos residuos de una que el gas lo puedes aprovechar después, lo que no pue- forma más racional? des hacer es liberarlo a la atmósfera. Hay materiales que R| Esa es la Teoría de las 3 erres (3R): reducir, reutilizar no se pueden revalorizar o reciclar, pero que se pueden y reciclar. Lo primero a plantearnos es si realmente ne- quemar y esto genera energía, y si el gas lo recuperas y lo cesitamos ese objeto. Si vamos con un bolso grande a la vuelves a reutilizar sigues haciendo economía circular. farmacia o a cualquier tienda, no necesitamos una bolsa Las incineradoras tienen una reputación terrible porque de plástico, por ejemplo. Sin embargo, en el caso del en- ese gas no se está reutilizando. En Copenhague tienen vasado de los alimentos sí es necesario en ocasiones. Lo una planta de gasificación y de pirolisis maravillosa en hemos visto con la pandemia. Hasta yo, que soy de las la que están reutilizando todo ese gas, gas de síntesis o que intento no utilizarlo, lo compraba todo envasado. El CO2 para hacer otras cosas. El gas es una materia prima, envasado de los alimentos para prevenir infecciones, o el gas sintético o el CO2 los puedes usar para alimen- para preservar el alimento adecuadamente en su calidad tar bacterias que pueden producir bioplásticos. Por otra óptima, es necesario. Pero claro, cuando el objetivo es parte, el metano y el syngas se pueden usar en millones Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas Consejo Superior de Investigaciones Científicas Newsletter nº3 Julio 2021 6
de reacciones químicas para producir otros compuestos. algo que tú controlas, un contenedor de un alimento,
Lo que hay que tener en la cabeza es que “nada se tira”. por ejemplo, si es compostable tiene que gestionarse,
Lo ideal es mantener todo dentro del ciclo de carbono de degradarse en un sistema confinado y controlado en
la biosfera y que se reutilice, ya sea procedente de reac- cuanto a temperatura, pH, microorganismos, etc. En el
ciones químicas o biológicas. medioambiente quedaría fuera de control, al libre albe-
Y tampoco podemos olvidarnos del concepto de la drío de ese hábitat. En el material deberíamos certifi-
multidisciplinaridad. En ecología se tiende a decir que car y especificarle al ciudadano lo que debe hacer con
todo lo bio es maravilloso, pero lo bio sin química no él, dónde tiene que ponerlo. Si es para compostar irá a
es eficaz. Hay que combinar la química con la biotecno- un contenedor específico, y si no lo es, hay que indicar-
logía para que realmente adquiera todo su potencial y lo. Nosotros no tenemos por qué saber cómo se recicla
que el producto generado tenga buena calidad. No tiene o gestiona una red de pesca, pero un pescador sí. Si yo
sentido hacer un bioplástico para un envase y que se te compro un material que sea similar al nylon, de origen
rompa antes incluso de que llegues a tu casa… bio y biodegradable para hacer una red de pesca tengo
P| Recientemente has formado parte del grupo de que saber si lo puedo usar en el río, si lo puedo usar en el
expertos que asesoró a SAPEA en la elaboración de un mar, y el fabricante tiene que especificarnos también qué
informe de evidencias sobre la biodegradabilidad de hacer con él después. No puede resultar muy complica-
plásticos. ¿Qué aspectos destacarías de entre los ex- do, pero igual que hay logotipos para saber si es recicla-
puestos en este informe? ble, tiene que haberlos para indicarte dónde lo puedes
R| Lo que me parece más importante es destacar que el usar, qué tienes que hacer, en qué contenedor lo tienes
medioambiente, después de nuestro paso, tiene que que- que poner, etc.
dar exactamente igual que estaba; hay una biodiversidad Aunque ya existe, la normativa debe ser mucho más
y unas condiciones climáticas ambientales que hay que exigente. Actualmente se utiliza lo que se denomina
preservar. Hay aplicaciones en el medioambiente donde Green Washing, el vendedor te pone la palabra bio y ya
los bioplásticos son muy interesantes, los cobertores de parece que lo puedes hacer todo. Tenemos que exigir
mantillo o las redes de pesca, por ejemplo, en los que el que la normativa impida estos procedimientos y obligue
plástico resulta útil ya que no se pueden hacer de otra a cumplir una serie de especificaciones.
manera. Pero lo que tenemos que tener en cuenta es que P| Eres la coordinadora de la Plataforma Temática
cuando acabemos de usar ese material, el medioam- Interdisciplinar (PTI) SusPlast del CSIC. ¿Cuáles son
biente debe quedar como estaba. Hay que generar pro- los principales objetivos y retos a los que os enfrentáis
cedimientos de certificación de los materiales para su desde esta plataforma?
uso en concreto. No es lo mismo el uso de un material R| El objetivo principal es organizarnos como cientí-
biodegradable en el suelo, que en el mar, o en un río. ficos para poder dar soluciones específicas a problemas
Las condiciones bióticas y abióticas son diferentes, los globales en un tiempo corto. La actual pandemia es un
microorganismos marinos son distintos de los que hay ejemplo que ha puesto de manifiesto esta necesidad. El
en el suelo, no es igual su capacidad enzimática degra- CSIC tiene una capacidad enorme en cuanto a la gestión
dativa. Por tanto, debe haber certificaciones específicas sostenible de plásticos desde el punto de vista mecáni-
para cada hábitat. co, biotecnológico, y químico. La plataforma SusPlast es
Por otra parte, debe haber un compromiso educacio- multidisciplinar en este sentido, organizando todos los
nal, a la gente hay que enseñarle la diferencia entre com- recursos tecnológicos del CSIC al servicio de proyectos
postabilidad y biodegradabilidad. Algo compostable es de todo tipo relacionados con la gestión y producción
Cupriavidus necator Pseudomonas putida Rhodospirillum rubrum
Bacterias productoras de bioplásticos
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de plásticos, y siguiendo los principios de la
economía circular. Desde el punto de vista
medioambiental, por ejemplo, en cuanto a
estudiar qué organismos hay en el mar, qué
impacto medioambiental pueden tener los
plásticos en este entorno. También, desde
el punto de vista industrial, cómo hacemos
para que su producción sea más sostenible
o cómo diseñamos materiales que se puedan
degradar o reciclar de una manera u otra. La
plataforma trata de hacer transferencia de la
tecnología y la capacidad de conocimiento
que tenemos en el CSIC en relación a este
tema, y transferirlo a la industria e implementarlo lo an- mos aproximar nosotros. Desde el punto de vista de la
tes posible. investigación académica solo están los grupos del CSIC,
Nuestros actuales retos se centran en aprovechar los 33 grupos, de 18 centros e institutos diferentes. Además,
fondos de recuperación económica que nos están ofer- forman parte de la plataforma también centros tecnoló-
tando para generar proyectos e infraestructura, atraer gicos privados y más de veinte entidades privadas.
personal especializado, tecnólogos formados para poder Lo que hacemos es asesorar técnicamente al sector
atender a la demanda que la sociedad nos está exigiendo industrial y facilitar los contactos: cuando una empresa
en cuanto a evitar la polución y favorecer el reciclado. quiere solucionar un problema en concreto contacta con
Todo esto trabajando a destajo, con la urgencia que mar- nosotros y nosotros la incorporamos en la plataforma, y
ca el cambio climático. difundimos sus necesidades entre los participantes para
P| ¿Participan empresas u otros grupos de investiga- que la empresa contacte con el grupo adecuado, o vice-
ción de fuera del CSIC en la PTI Susplast? versa. Ahora mismo se están estableciendo muchos pro-
R| En principio nosotros siempre hemos considerado yectos de investigación en convocatorias públicas nacio-
que, si hay una tecnología que no tenemos, podremos nales e internacionales, o contratos privados por parte
contar con otras universidades, no queremos cerrar esa de la empresa que tienen una necesidad tecnológica. Es
puerta. Pero de momento todos los grupos son del CSIC un escaparate de la capacidad tecnológica del CSIC en
porque no hemos encontrado todavía algo que no poda- este campo.
Biología Espacial: Buscando las claves de la adaptación
a ambientes extraterrestres para la exploración y
colonización del Sistema Solar
Plataforma temática Interdisciplinar (PTI) SusPlast o es-
Raúl Herranz
tar mejor preparados para afrontar amenazas sanitarias
Doctor en Bioquímica en el CIB Margarita Salas
como la PTI Salud Global.
Afortunadamente, en el Centro de Investigaciones
Las prioridades en las estra- Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) se mantiene la
tegias científicas del Consejo apuesta por la multidisciplinariedad, con un número
Superior de Investigaciones importante de grupos de investigación singulares que
Científicas (CSIC) han ido va- pueden dar respuesta a diferentes necesidades científicas
riando con el tiempo, fomen- del futuro para las que el CSIC se está preparando con
tando la expansión de áreas los Desafíos 2030. Uno de estos grupos es el denomina-
temáticas en las que era más do “Nucleolo, proliferación celular y microgravedad en
inmediato exportar la idea plantas” en el que, desde hace más de dos décadas, tra-
científica al sector producti- bajamos activamente en proyectos de investigación que
vo, y en otras la formación de se inscriben plenamente en el Desafío 12. Espacio, Co-
grandes plataformas que pue- lonización y Exploración. La investigación espacial por
dan atender necesidades de modernización tecnológi- definición da respuesta a problemas de relevancia glo-
ca, mitigar situaciones de emergencia climática como la bal, y la tecnología en órbita ya contribuye a la mejora
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de la vida de las per- El Proyecto Melissa,
sonas habilitando las una iniciativa de la
crecientes necesidades Agencia Espacial Eu-
de conectividad en la ropea (ESA) con im-
internet de las cosas. portante participa-
También nos permite ción española, es un
optimizar la respuesta buen ejemplo de di-
ante catástrofes climá- seño del soporte vital
ticas y optimizar los para la exploración
cada vez más escasos espacial humana.
recursos de nuestro Aunque las acti-
planeta. En las próxi- vidades de Biología
Efectos de la microgravedad sobre el crecimiento de las plantas
mas décadas, haber Espacial en el CIB
invertido en investigación espacial será fundamental en Margarita Salas se iniciaron antes, el punto de inflexión
el éxito de los objetivos de colonización y explotación de para enfocar los objetivos del grupo dirigido por el Dr.
recursos en la Luna y Marte. Javier Medina hacia el campo de la Biología Espacial fue
Aunque hace más de medio siglo que el hombre llegó en octubre de 2003. En colaboración con el grupo de la
a la Luna por primera vez, esta hazaña se llevó a cabo en Universidad Autónoma de Madrid liderado por el Pro-
un contexto político internacional concreto que permi- fesor Roberto Marco, participamos en tres experimentos
tió su realización asumiendo muchos riesgos, pues hacía con sistemas modelo animales (Drosophila) y vegetales
solo unos pocos años que se había comprobado que la (Arabidopsis) en la “Misión Cervantes” a la ISS con la
vida fuera de nuestro planeta era posible a corto plazo. participación del astronauta español Pedro Duque. En
Todo el programa espacial subsecuente fue un éxito de el experimento AGING confirmamos los resultados de
colaboración internacional, particularmente con los alteración de comportamiento de los insectos en mi-
vuelos shuttle y la Estación Espacial Internacional (ISS), crogravedad asociado a un aumento en el metabolis-
que acaba de celebrar los 20 años de presencia humana mo energético y el envejecimiento. En el experimento
continua, desvelando que las alteraciones que sufren los ROOT se detectó por primera vez que la micrograve-
seres vivos cuando se exponen al ambiente del vuelo es- dad desacopla las tasas de crecimiento (disminución) y
pacial son sin embargo muy importantes a nivel fisioló- división (aumento) de las células meristemáticas de la
gico y son acumulativas. raíz (aquellas que como las células madre de mamíferos
El principal factor del medio ambiente espacial res- son la fuente de nuevas células para la ejecución del plan
ponsable de estas alteraciones es la microgravedad, tér- de desarrollo de la planta). En el experimento GENE se
mino que asociamos con la falta de peso, similar a la que observó un número espectacular de genes desregulados
se experimenta en caída libre y que observamos en los cuando los insectos completan su desarrollo en micro-
astronautas que viajan en una nave en órbita. Si en una gravedad, confirmándose por un lado una velocidad
nave en órbita la fuerza de la gravedad efectiva es muy diferente de desarrollo animal en el espacio y por otro
próxima a 0g, en la Luna la gravedad es 0,17g y en Mar- un aumento del metabolismo energético y la respuesta
te es 0,38g, siendo g la gravedad terrestre. Por tanto, las a estrés. Aun siendo tres experimentos muy diferentes y
estancias de larga duración pueden provocar enferme- con sistemas modelo distintos, todos confirmaron que
dades graves en los colonos espaciales. Muchas de ellas hay mecanismos moleculares esenciales (proliferación
se asocian en Tierra con el envejecimiento a nivel mús- celular, actividad mitocondrial, envejecimiento…) que
culo-esquelético, pero también metabólico, inmunoló- están muy afectados por el ambiente espacial, incluso en
gico y neuronal, pudiendo aparecer antes y más rápido experimentos de solo unos días de duración, pero tam-
en órbita. Además, precisamente en estancias de larga bién que los sistemas biológicos son capaces de adaptar-
duración en la Luna o incluso viajes tripulados a Marte, se a este ambiente tan novedoso desde el punto de vista
va a ser necesario implementar sistemas de soporte vital evolutivo. De hecho, en nuestro planeta hay ambientes
que sean en gran parte autónomos (cerrados) para ser extremos en los que la vida ha podido evolucionar en
sostenibles. Estos sistemas van más allá del mero mante- condiciones extremas de temperatura, acidez o hume-
nimiento de la presión atmosférica y el blindaje de la ra- dad, pero la gravedad ha permanecido constante desde
diación cósmica, comprendiendo también la nutrición el inicio de la vida en la Tierra.
(oxígeno y alimentos) y el reciclado de residuos bioló- Otra conclusión común de los experimentos espacia-
gicos. Las plantas desempeñan un papel clave en estos les de la misión “Cervantes” fue la dificultad de recupe-
sistemas de soporte vital proporcionando humedad, oxí- ración de muestras biológicas, tanto en cantidad como
geno y alimento a los astronautas y reciclando el CO2. en las condiciones ideales para poder aplicar las técni-
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cas habituales de análisis que se utilizan en laboratorio. ASGSR, COSPAR y NASA) plasmado en la concesión de Para compensar esta dificultad se ha potenciado un uso premios internacionales de alta reputación. intensivo de herramientas de simulación de microgra- En la actualidad, nuestro grupo está concluyendo la vedad en Tierra en el marco de programas de la ESA, explotación de los resultados científicos de Seedling tanto en los laboratorios más avanzados de Europa (ES- Growth y estamos preparados para participar en nuevos TEC- European Space Research and Technology Center, experimentos espaciales, tras un impasse en las convo- DLR – Centro Aeroespacial Alemán, EFML – European catorias por parte de la ESA. Mientras tanto, estamos Magnetic Field Laboratory, Universidad de Toulouse, manteniendo y reforzando nuestras colaboraciones in- Universidad de Nottingham) como con simuladores más ternacionales principalmente con proyectos de simula- sencillos en nuestro centro. En nuestro laboratorio, los ción en tierra enfocados al estudio del crecimiento de experimentos de simulación han permitido profundizar las plantas en el ambiente de una colonia en Marte, con en las alteraciones en la división celular de las plantas participación de varios grupos franceses y una colabora- en microgravedad, llegando a localizar algunos meca- ción nacional con el Dr. Gonzalez Pastor del Centro de nismos epigenéticos implicados y qué fases concretas Astrobiología (INTA-CSIC). Además, desde el CIB Mar- del ciclo celular se alteran. El abordaje experimental que garita Salas lideramos los esfuerzos a nivel europeo en hemos empleado, combinando técnicas de microscopía, publicaciones en ciencias ómicas, y coordino el proyec- citometría de flujo y herramientas ómicas, a nivel de ge- to Space Omics Topical Team, financiado por la ESA. En noma completo hubiera sido inviable si hubiéramos de- este proyecto mantenemos conectada a toda la comuni- pendido únicamente de muestras espaciales. dad de bioinformáticos y biólogos espaciales europeos Nuestra línea de investigación en Biología Espacial que trabajan en cualquier sistema biológico para buscar en el CIB Margarita Salas ha alcanzado su cenit en los sinergias y elementos comunes en la adaptación al am- últimos cinco años con la ejecución del experimento biente extraterrestre. Recientemente, hemos coordinado Seedling Growth, un esfuerzo combinado de las agencias las contribuciones europeas a un conjunto monográfico espaciales norteamericana (NASA) y europea (ESA) de- de publicaciones sobre Biología Espacial en diferentes sarrollado en tres misiones espaciales a la ISS. Miles de revistas del grupo Cell Press con nuestros colegas ame- plántulas han sido expuestas a este ambiente incluyendo ricanos en el proyecto GENELAB. plantas mutantes y reporteras, cuyo análisis en nuestro laboratorio nos está ayudando a desentrañar los mecanismos moleculares que controlan la adaptación al ambiente extrate- rrestre. Además, hemos tenido la oportuni- dad de controlar las condiciones ambientales con mucha precisión, gracias a la utilización de una instalación (European Modular Culti- vation System, EMCS) que nos ha permitido modular el tipo de iluminación como posible contramedida a la falta de gravedad en combi- nación con niveles de gravedad reducida va- riable que se proporciona por centrifugación (con los niveles de la Luna o Marte). Los re- sultados obtenidos, apoyados también en ex- perimentos con herramientas de simulación de la gravedad lunar/marciana en tierra, nos van a permitir atribuir los distintos tipos de genes afectados con cada elemento ambiental en la respuesta de las plantas. El esfuerzo de colaboración internacional liderado por el Dr. Medina a nivel europeo, a pesar de que este proyecto tuvo que ser desarrollado con una financiación nacional muy restrictiva por los efectos de la crisis económica de 2008, ha con- seguido el unánime reconocimiento interna- cional de las principales agencias y sociedades científicas de investigación espacial (ELGRA, Distribución geográfica de las publicaciones en Space Omics en Europa Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas Consejo Superior de Investigaciones Científicas Newsletter nº3 Julio 2021 10
En definitiva, seguimos trabajando para desvelar si avance en nuestra disciplina científica en los próximos
la adaptación al espacio de los seres vivos depende de años acorde con su importancia global y en el contexto
colecciones de genes concretos o más bien se basa en de cooperación internacional que nos ha proporcionado
alcanzar nuevos estados transcripcionales a nivel de ge- la Estación Espacial Internacional. Este avance debe ser
noma completo que faciliten la función biológica en un fruto de la combinación de una actuación coordinada a
medio ambiente tan extraordinario. Desde los insectos nivel europeo para la explotación de los datos ómicos
hasta las plantas, pero también los astronautas y los mi- existentes, junto a la realización de experimentos técni-
crobios beneficiosos o patógenos que les acompañan, to- camente mejor controlados, tanto en el espacio, como en
dos los seres vivos van a tener que estar expuestos fuera simulación en Tierra.
de nuestro planeta a unas condiciones ambientales su- Todo ello sentará las bases para que los esfuerzos de
bóptimas que, en conjunto y en interacción, deben pro- exploración y colonización espacial del siglo XXI pue-
vocar una respuesta adaptativa que es necesario conocer, dan realizarse con todas las garantías para el soporte vi-
comprender, e incluso modular. Esperamos un fuerte tal de los colonos espaciales.
El uso de la biotecnología en el control de plagas: los
cultivos resistentes a insectos en la Unión Europea
principalmente para la salud y el medioambiente.
Gema María Pérez Farinós Las plantas transgénicas son plantas modificadas ge-
Científica Titular del CSIC en el CIB Margarita Salas néticamente (MG) mediante el uso de herramientas
biotecnológicas, y esta modificación les confiere deter-
minadas ventajas que pueden ser de distinta naturaleza:
Las plagas son una de las agronómicas, medioambientales, nutricionales, econó-
principales causas de pérdi- micas o una combinación de varias de ellas. Los pri-
das de producción en culti- meros cultivos MG se sembraron en 1996 y su uso ha
vos, suponiendo en torno al crecido exponencialmente desde entonces, ya que pre-
20% a nivel global, aunque sentan características que los hacen más competitivos
este porcentaje puede au- con respecto a los que no las incorporan. Solo en 2019
mentar considerablemente se plantaron en 29 países un total de 190,4 millones de
en determinados cultivos y hectáreas de cultivos MG. Sin embargo, la situación a
zonas, por lo que es necesa- nivel global difiere de la que se da en Europa, donde se
rio tomar medidas para su cultivan en torno a las 100.000 hectáreas (0.05 % de la
control. El control de plagas superficie mundial de estos cultivos). Y no parece que la
en la agricultura actual tiene lugar dentro del paradigma situación vaya a cambiar a corto plazo debido, en parte,
de la gestión integrada de plagas (GIP), que aprovecha a la legislación tan prolija y rigurosa que regula los pro-
todas las opciones disponibles para controlar los daños cedimientos para la autorización del cultivo de nuevas
causados por estas con los medios que generan el menor variedades MG en la UE.
riesgo posible para las personas, los bienes y el medio Desde el comienzo de su cultivo, las plantas MG han
ambiente. El concepto de la GIP ha sido aceptado e in- sufrido un importante rechazo social en muchos países
corporado en las políticas públicas de la Unión Europea europeos. Esto ha creado una situación contradictoria,
(UE), incluyendo España, donde se impulsan plantea- puesto que en la UE está aprobado el uso de decenas de
mientos alternativos al control químico desde que en ingredientes y aditivos de alimentos y piensos derivados
2012 se estableció un marco de actuación para conseguir de plantas MG cultivadas en otros países. Una posible
un uso sostenible de los productos fitosanitarios. Por ello razón de que el consumidor no valore los cultivos MG
se promueve el uso de métodos biológicos, culturales, es que no percibe en ellos ningún beneficio directo que
físicos y biotecnológicos antes que métodos químicos, mejore su bienestar, ni tampoco las posibles consecuen-
así como la aplicación de los productos más específicos cias negativas (económicas, medioambientales, alimen-
posibles. Aun así, no siempre se consigue un control efi- tarias, etc.) que puede tener el primar otras alternativas.
caz, por lo que a veces es necesario recurrir a los insecti- Por otra parte, los ciudadanos quizás no son plenamente
cidas químicos. Esto supone la liberación anual al medio conscientes de la evaluación científica de riesgos a la que
de millones de toneladas de estos productos en todo el se someten estos organismos. Al igual que sucede con
mundo, lo que comporta importantes efectos nocivos, los usos de la biotecnología aplicados a cualquier rama,
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