El papel de las estrategias basadas en microARN en la optimización de la composición de biomasa vegetal para materiales de embalaje de base biológica
Autores: Belkozhayev, Ayaz M.; Abaildayev, Arman; Kossalbayev, Bekzhan D.; Kerimkulova, Aygul; Kadirshe, Danara K.; Toleutay, Gaukhar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Alternativas sostenibles
Envases de base biológica
Celulosa
Lignina
MiARN
Regulación de biomasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La creciente demanda de alternativas sostenibles a los plásticos derivados del petróleo ha impulsado el interés en envases bio-basados derivados de biomasa vegetal renovable. La celulosa, el biopolímero más abundante en la Tierra, proporciona alta resistencia a la tracción, resistencia al agua y biodegradabilidad, lo que la convierte en una materia prima clave para envases ecológicos. Sin embargo, su extracción y procesamiento se ven obstaculizados por la lignina, un polímero complejo que añade rigidez estructural pero reduce la accesibilidad de la celulosa. Investigaciones recientes han identificado los microARNs (miARNs) vegetales como potentes reguladores post-transcripcionales capaces de modificar la composición de la pared celular al dirigirse simultáneamente a múltiples genes involucrados en la biosíntesis de lignina, la síntesis de celulosa y la formación de la pared celular secundaria. Al ajustar específicamente ciertos miARNs, es posible aumentar el rendimiento de celulosa, reducir el contenido de lignina y mejorar la productividad general de biomasa sin comprometer severamente el crecimiento de las plantas o la tolerancia al estrés. Esta revisión resume los roles de los principales miARNs vegetales en la regulación de la biomasa y describe estrategias biotecnológicas como la sobreexpresión transgénica, la imitación de objetivos, los miARNs artificiales (amiARNs) y la edición basada en CRISPR para mejorar las materias primas de envases bio-basados. Aprovechar la regulación génica mediada por miARN ofrece un camino prometedor hacia la producción de biomasa de alta calidad con relaciones optimizadas de celulosa-lignina, lo que permite una producción de materiales de embalaje más eficiente, rentable y sostenible.
Descripción
La creciente demanda de alternativas sostenibles a los plásticos derivados del petróleo ha impulsado el interés en envases bio-basados derivados de biomasa vegetal renovable. La celulosa, el biopolímero más abundante en la Tierra, proporciona alta resistencia a la tracción, resistencia al agua y biodegradabilidad, lo que la convierte en una materia prima clave para envases ecológicos. Sin embargo, su extracción y procesamiento se ven obstaculizados por la lignina, un polímero complejo que añade rigidez estructural pero reduce la accesibilidad de la celulosa. Investigaciones recientes han identificado los microARNs (miARNs) vegetales como potentes reguladores post-transcripcionales capaces de modificar la composición de la pared celular al dirigirse simultáneamente a múltiples genes involucrados en la biosíntesis de lignina, la síntesis de celulosa y la formación de la pared celular secundaria. Al ajustar específicamente ciertos miARNs, es posible aumentar el rendimiento de celulosa, reducir el contenido de lignina y mejorar la productividad general de biomasa sin comprometer severamente el crecimiento de las plantas o la tolerancia al estrés. Esta revisión resume los roles de los principales miARNs vegetales en la regulación de la biomasa y describe estrategias biotecnológicas como la sobreexpresión transgénica, la imitación de objetivos, los miARNs artificiales (amiARNs) y la edición basada en CRISPR para mejorar las materias primas de envases bio-basados. Aprovechar la regulación génica mediada por miARN ofrece un camino prometedor hacia la producción de biomasa de alta calidad con relaciones optimizadas de celulosa-lignina, lo que permite una producción de materiales de embalaje más eficiente, rentable y sostenible.