Examinando por Autor "Ehrenfeld Stolzenbach, Nicole"

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    Diseño de un cultivo por lote alimentado para aumentar la producción de β-glucanos en cultivos de Microchloropsis salina
    (Universidad Andrés Bello, 2017) Ocaranza Bueno, Dario Hernán; Ehrenfeld Stolzenbach, Nicole; Alvarez A., Romina; Báez, Mauricio; Facultad de Ciencias Biológicas; Escuela de Ingeniería en Biotecnología
    Las microalgas son organismos fotosintéticos que tienen un gran potencial industrial y comercial debido a su fácil cultivo en condiciones controladas y al alto valor nutricional y de metabolitos de interés que poseen. Para mejorar la producción de estos metabolitos, se ha recurrido a la ingeniería de procesos, donde el manejo de las condiciones de cultivo ha logrado permitir un mayor crecimiento de la microalga acompañado de una alta producción de los compuestos en estudio. Uno de estos metabolitos son los β-glucanos, polímeros de β-D-glucosa que activan considerablemente el sistema inmune, entre otros efectos benéficos. Microchloropsis salina, es una microalga de la división Ochrophyta que reporta una alta producción de biomasa y lípidos y además se ha reportado que es capaz de producir β-glucanos en distintas condiciones de crecimiento. En este estudio, se buscó caracterizar la producción de estos polisacáridos y mejorar su productividad volumétrica, tomando en cuenta la productividad en biomasa como parámetro fundamental, además de las condiciones de limitación de nitrógeno para estimular la producción de metabolitos de reserva tipo β-glucanos. A lo largo del desarrollo experimental, se logró determinar el μmax de la microalga, siendo esta igual a 0,023 h-1 en condiciones de baja densidad de biomasa (75 E-03 g/L de nitratos). Por otra parte, se determinó el consumo máximo de nitratos de Microchloropsis salina en un experimento que consistió en aportar nitrógeno al medio mediante pulsos, logrando consumir 744 E-03 g/L de nitratos y acumulando 2,04 g/L de biomasa seca. Al realizar un cultivo por lote bajo estas condiciones se logró acumular 2,13 g/L de biomasa en un período de 40 días y se observó que al caracterizar la cinética de producción de β-glucanos, su síntesis máxima se observó al cuarto día después del agotamiento total de nitrógeno en el medio de cultivo, para después mantenerse constante hasta el día 8 después de este fenómeno. Estos resultados permitieron diseñar y montar un cultivo por lote alimentado, en el cual se logró acumular 2,32 g/L de biomasa seca en un período de 30 días y manteniendo la producción de β-glucanos respecto a las condiciones anteriores, obteniendo productividades 45% más altas que en cultivos por lote de alta densidad. Este trabajo entrega información novedosa sobre la cinética de producción de β-glucanos y metabolismo para mejorar el desarrollo y crecimiento en Microchloropsis salina dejando abierta la posibilidad de nuevas investigaciones en ingeniería de procesos que puedan permitir hacer mas productivo y rentable el manejo de esta microalga.
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    Efecto de la adición de glicerol y dióxido de carbono sobre la producción de 1,3-β-glucanos y expresión de genes claves de su ruta de biosíntesis en la microalga Nannochloropsis salina
    (Universidad Andrés Bello, 2016) Espinoza Gallardo, Diego Javier; Ehrenfeld Stolzenbach, Nicole; Contreras Porcia, Loretto; Facultad de Ciencias Biológicas; Escuela de Ingeniería en Biotecnología
    Las microalgas son microorganismos eucariontes fotosintéticos capaces de producir una amplia gama de compuestos de interés comercial, tales como vitaminas, antioxidantes, ácidos grasos omega 3 e inmunoestimulantes como los β-glucanos. Los β-glucanos son polímeros de D-glucosa unidos por enlaces β-1,3 o β-1,4 los cuales pueden presentar ramificaciones de enlaces β-1,6. Los más conocidos en microalgas son el paramilón (presente en euglenoides) y la crisolaminarina (presente en diatomeas). En el género Nannochloropsis, una Ochrophyta como las diatomeas, la secuenciación de los genomas y los transcriptomas de algunas de sus especies ha evidenciado que también serían capaces de sintetizar β-glucanos de enlaces β-1,3 con ramificaciones β-1,6. En este trabajo, se utilizó como modelo la especie Nannochloropsis salina, caracterizada por una alta generación de biomasa y tolerancia ambiental. Se cultivó esta especie bajo una limitación progresiva de nitrógeno adicionando glicerol o dióxido de carbono en distintas concentraciones con el fin de determinar el efecto sobre el contenido de 1,3;1,6-β-glucanos. Por otra parte, se construyó un modelo de la ruta metabólica de β-glucanos basado en la secuenciación del transcriptoma de N. salina, y finalmente, se cultivó esta microalga bajo una condición de limitación abrupta de nitrógeno con adición de glicerol 0,01 M y CO2 al 5 % v/v, con el fin de analizar la expresión de ciertos genes involucrados en el metabolismo de estos carbohidratos. Los resultados evidencian que una concentración de dióxido de carbono al 5% v/v en la aireación, fue la única condición capaz de aumentar el contenido de estos polisacáridos en aproximadamente 1,7 veces. A nivel génico, la condición de CO2 fue la única que presentó un aumento significativo en la expresión de los genes de biosíntesis (1,3-β-glucano sintasa y UDP-azúcar pirofosforilasa) acorde con el aumento del polisacárido a nivel celular. Sin embargo, también se observó un aumento en la expresión del gen de degradación (Exo-1,3-β-glucanasa). Este trabajo aporta por primera vez evidencia sobre el efecto de la adición de fuentes de carbono sobre el metabolismo de 1,3;1,6-β-glucanos en estas especies de microalgas, como también antecedentes para optimizar su producción.