Biología y biotecnología de sistemas en microalgas

La población humana mundial está aumentando drásticamente, generando unas necesidades de energía y alimentos sin precedentes. La explotación masiva de combustibles fósiles para satisfacer esta demanda energética está produciendo una elevada acumulación de CO₂ en la atmósfera y el consiguiente cambio climático. Esto está afectando al rendimiento de los cultivos y reduciendo la superficie de tierra apta para la agricultura, aumentando en última instancia la desnutrición y las enfermedades humanas asociadas a ella. En el actual escenario de emergencia climática con escasez de energía y alimentos, el cultivo de microalgas representa una oportunidad como fuentes prometedoras de biocombustibles sostenibles, bioestimulantes agrícolas, piensos y nutrientes humanos contribuyendo además a la eliminación del CO₂ acumulado. Sin embargo, los mecanismos moleculares que controlan la biosíntesis de compuestos de interés biotecnológico permanecen en su mayoría sin caracterizar en microalgas, impidiendo el desarrollo de todo su potencial como fábricas celulares que podrían contribuir sustancialmente a resolver estos retos. En nuestro grupo seguimos enfoques multidisciplinares de biología de sistemas que combinan tecnologías ómicas con computación de alto rendimiento y métodos matemáticos para desarrollar modelos predictivos que caractericen los mecanismos moleculares que controlan el funcionamiento y la fisiología de las microalgas para promover sus aplicaciones biotecnológicas. Seguimos una metodología evolutiva en la caracterización de estos mecanismos, extendiendo nuestros estudios al linaje verde o viridiplanta centrándonos específicamente en el evento de terrestralización durante la evolución de las plantas. También estamos interesados en descifrar los mecanismos moleculares de señalización celular en microalgas unicelulares y la respuesta a la luz y la disponibilidad de nitrógeno con el fin de tener una imagen completa de sus mecanismos de autorregulación para hacer frente a las condiciones de estrés y la adaptación a los entornos cambiantes. Nuestros organismos modelo son Ostreococcus tauri, Chlamydomonas reinhardtii, Klebsormidium nitens, Marchantia polymorpha y Arabidopsis thaliana. Asimismo, hemos estudiado a escala de laboratorio microalgas de interés industrial como Haematococcus lacustris, Chromocloris zofingiensis, Raphidocelis subcapitata y plantas de interés agrícola como Triticum aestivium y Solanum lycopersicum. En este sentido, nuestro grupo tiene una larga experiencia colaborando con empresas en el desarrollo de nuevas tecnologías y productos basados en algas.

Nuestros objetivos científicos concretos son:

• Desvelar los mecanismos moleculares que controlan la fisiología y biosíntesis de compuestos de interés en microalgas mediante la integración de datos multiómicos.
• Determinar el papel de los inositoles polifosfato como reguladores de la asimilación de CO₂ en microalgas y su implicación en la generación de biocombustibles de 4ª generación.
• Evaluar el modo de acción de derivados de microalgas en la bioestimulación de plantas de interés agronómico.