Como você gosta do seu salmão – bonito e rosa, ou prefere um tom mais branco de pálido? E quando você vai ao zoológico, gosta dos seus flamingos esbranquiçados ou de um belo tom rosado? Se você prefere rosa, saiba que o salmão de criação e os flamingos em cativeiro só ficam dessa cor quando as dietas que recebem são suplementadas com astaxantina, um pigmento cetocarotenoide vermelho. Mais recentemente, a astaxantina começou a ser utilizada para consumo humano devido às suas propriedades antioxidantes, antienvelhecimento, anti-inflamatórias e imunoestimulantes.
Atualmente, a demanda global por esse pigmento é atendida principalmente pela astaxantina sintética produzida por empresas químicas. O mercado global de astaxantina vale mais de US$ 200 milhões por ano. O custo estimado de produção da astaxantina sintética é de aproximadamente US$ 1000 por quilo, e o preço de mercado é de aproximadamente US$ 2000 o quilo. Isso torna a astaxantina quase tão cara quanto o ouro. Então, se você pudesse obter algas para cultivar ouro para você de forma barata, você faria isso?
Haematococcus pluvialis é uma alga verde unicelular capaz de acumular grandes quantidades de astaxantina (4% do peso seco) em condições de estresse. O ciclo de vida de H. pluvialis é complexo e envolve pelo menos quatro tipos de células. Sob condições de estresse, a biossíntese da astaxantina é acompanhada por alterações morfológicas das células vegetativas móveis (verde) em cistos imóveis (vermelho), que representam um estágio de repouso com uma parede celular de celulose resistente e pesada. A astaxantina é acumulada no citoplasma das células císticas, proporcionando proteção contra fotoinibição e estresse oxidativo. Embora H. pluvialis é uma das fontes mais ricas de astaxantina, sua massiva cultura para fins comerciais tem sido pouco explorada devido a sua lenta taxa de crescimento e complexo ciclo de vida.
Um artigo recente em AoB PLANTS se propõe a padronizar e aplicar um programa de melhoramento genético de H. pluvialis para melhorar sua capacidade carotenogênica e avaliar o desempenho de uma cepa selecionada em grandes tanques abertos de tamanho comercial. A produtividade melhorada da astaxantina da cepa selecionada foi mantida mesmo quando cultivada em grande escala e é promissora como base para a produção comercial viável deste valioso bioquímico por meios naturais.
Do melhoramento genético à cultura em massa em escala comercial de uma cepa chilena da microalga verde Haematococcus pluvialis com maior produtividade do cetocarotenóide vermelho astaxantina. (2013) AoB PLANTS 5: plt026 doi: 10.1093/aobpla/plt026
A astaxantina é um cetocarotenoide vermelho, amplamente utilizado como corante vermelho natural na aquicultura de peixes marinhos e aves e, recentemente, como suplemento antioxidante para humanos e animais. A microalga verde Haematococcus pluvialis é uma das fontes naturais mais ricas deste pigmento. No entanto, sua taxa de crescimento lenta e ciclo de vida complexo dificultam a cultura de massa para fins comerciais. Os objetivos desta pesquisa foram (i) padronizar e aplicar um programa de melhoramento genético a uma cepa chilena de H. pluvialis para melhorar sua capacidade carotenogênica e (ii) avaliar o desempenho de uma cepa mutante selecionada em lagoas abertas de tamanho comercial (125 L) no norte do Chile. Haematococcus pluvialis a estirpe 114 foi mutada por metanossulfonato de etilo. O nível de dose do mutagênico (tempo de exposição e concentração) foi aquele que induziu pelo menos 90% de mortalidade. As colônias sobreviventes foram rastreadas quanto à resistência ao inibidor da biossíntese de carotenóides difenilamina (25 µM). Os mutantes resistentes foram cultivados em um volume de 30 mL por 30 dias, após o que o conteúdo de carotenóides totais foi determinado por espectrofotometria. Dezenas de mutantes com capacidade carotenogênica melhorada em comparação com a cepa do tipo selvagem foram isolados pela aplicação desses protocolos padronizados. Alguns mutantes exibiram características morfológicas curiosas, como liberação espontânea de astaxantina e perda de flagelos. Um dos mutantes foi cultivado ao ar livre em tanques abertos de tamanho comercial de 125 L no norte do Chile. Cultivada sob condições semelhantes, a cepa mutante acumulou 000% a mais de astaxantina do que a cepa do tipo selvagem por peso seco e 30% a mais por volume de cultura. Mostramos que a mutagênese/seleção aleatória é uma estratégia eficaz para melhorar geneticamente cepas de H. pluvialis e que a capacidade carotenogênica melhorada é mantida quando o volume das culturas é ampliado para um tamanho comercial.
