Microalgae as expression systems for recombinant protein production

• Luis Muñoz-Solórzano ^[1] ; Kate Willis-Ureña ^[1] ; Sebastián Valverde-Rojas ^[1] ; Montserrat Jarquín-Cordero ^[1] ; Luis Barboza-Fallas ^[1]
  1. [1] Instituto Tecnológico de Costa Rica

     Instituto Tecnológico de Costa Rica

     Oriental, Costa Rica

     
• Localización: Tecnología en Marcha, ISSN 0379-3982, ISSN-e 2215-3241, Vol. 37, Nº. Extra 4, 2024 (Ejemplar dedicado a: 30 Aniversario del Centro de Investigación en Biotecnología), págs. 32-47
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Microalgas como sistemas de expresión para la producción de proteínas recombinantes
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• Resumen
  • español

    En el campo de la biotecnología, las proteínas recombinantes han revolucionado muchas industrias, incluyendo la farmacéutica, la agricultura y la bioenergía. Al producir proteínas de alto valor en huéspedes heterólogos, las fábricas celulares pueden ofrecer una solución más eficiente, rentable, escalable y amigable con el ambiente, en comparación con la producción de proteínas y métodos de extracción tradicionales, que pueden exigir muchos recursos y mano de obra. Las microalgas han emergido como huéspedes atractivos debido a su estatus como organismos Generalmente Reconocidos como Seguros (GRAS), su metabolismo versátil, diversidad genética entre especies, facilidad de cultivo y escalabilidad y su rentabilidad general. Para la ingeniería genética, su capacidad para síntesis compleja de proteínas y modificaciones post-traduccionales y su relativa facilidad de transformación hacen a las microalgas una solución ventajosa en muchos aspectos. Las microalgas pueden ser transformadas para permitir la expresión eficiente de proteína, más comúnmente en el núcleo y el cloroplasto, cada uno con sus ventajas y limitaciones. La presente revisión de literatura compila algunas de las técnicas, características y últimos avances relacionados con la producción de proteínas recombinantes en microalgas, explorando diferentes técnicas de transformación genética y sus limitaciones. La producción recombinante de proteínas es solo uno de los muchos procesos que se pueden convertir más sostenibles y eficientes al usar microalgas como una plataforma.

  • English

    In the field of biotechnology, recombinant proteins have revolutionized many industries, including pharmaceuticals, agriculture, and bioenergy. By producing high-value proteins in heterologous hosts, cell factories may offer a more efficient, cost-effective, scalable, and environmentally friendly solution to traditional protein production and extraction methods, which can be highly laborious and resource intensive. Microalgae have emerged as attractive hosts due to their Generally Recognized as Safe (GRAS) status, versatile metabolism, genetic diversity between species, ease of cultivation and scale-up, and general cost-effectiveness. For genetic engineering, their capability for complex protein synthesis and post-translational modifications and ease of transformation in comparison with chasses outside of their category make microalgae an advantageous solution on many fronts. Microalgae can be transformed to enable efficient protein expression, most commonly in the nucleus and the chloroplast, each with their specific advantages and limitations. The present literature review compiles some of the techniques, features, and latest advances related to recombinant protein production in microalgae, exploring different genetic transformation techniques and their limitations. Recombinant protein production is only one of the many processes that can become more sustainable and efficient by using microalgae as a platform.