Muchas mañanas de la infancia comienzan con un tazón de cereal y leche crujientes. Desde botellas de vidrio que se colocaron en las puertas hasta las jarras de galones en las tiendas de comestibles, la leche es un elemento básico en todo el mundo por su rico sabor y su valor nutritivo.
La proteína caseína es un gran contribuyente al atractivo de Milk. También se vende como un suplemento deportivo, ampliamente utilizado en productos farmacéuticos, y es un ingrediente clave en el queso. El mercado world de caseína fue valorado en $ 3 mil millones en 2025 y se proyecta que casi se duplique para 2035.
Pero junto con la creciente demanda, la agricultura láctea contribuye a Las emisiones de gases de efecto invernadero y las prácticas agrícolas insostenibles pueden dañar las praderas, los humedales y los bosques. Las operaciones de ordeño a gran escala también plantean preocupaciones éticas para el bienestar de los animales.
Un nuevo estudio De los científicos en los Países Bajos y Dinamarca sugiere una alternativa. Los investigadores diseñaron Escherichia coli Bacterias para hacer proteínas de caseína completamente funcionales. Al igual que sus contrapartes naturales, las proteínas se acurrucan dinámicamente en formas que se agarran al calcio, sugerir las proteínas de la leche synthetic podrían aumentar los niveles de calcio en el cuerpo.
“El cultivo lácteo tradicional está bajo presión para reducir su huella ambiental, particularmente con respecto a las emisiones de metano, el uso del agua y el consumo de tierras”, escribió el equipo. Las bacterias diseñadas para producir caseína “ofrece una alternativa prometedora”.
Fábricas de microbios
Comer proteína de leche hecha por microbios puede sonar raro, pero las bacterias son fábricas químicas altamente eficientes que pueden hacer una amplia gama de productos. De la insulina a la hormona del crecimiento humano y moléculas inmune-reguladoraslas bacterias han sido una piedra angular de biotecnología. Las herramientas de edición de genes, como CRISPR, han ampliado aún más su capacidad para hacer medicamentos. Los científicos pueden insertar genes para bombear productos químicos para Medicamentos para luchar contra el cáncer y aspirina. Y han rediseñado otros microbios para bombear enzimas alimenticias y antimalaria drogas.
También ha habido éxito ingeniería de proteínas de leche, de las cuales las dos principales son suero y caseína. Estos pueden sonar familiares, ya que a menudo se venden como suplementos de proteínas. Gracias a los microbios genéticamente modificados, ahora es posible hacer “proteínas de suero a través de la fermentación de precisión, con estas proteínas ahora comercializadas con una prima”, escribieron los autores.
Pero la caseína es mucho más difícil de crear en bacterias o levadura. Estas proteínas se autoensamblan en micelas: grupos de proteínas grandes que se suspenden en la leche. La superficie de cada blob está salpicada de grupos de fosfato que actúan como pequeñas pinzas que se agarran al calcio.
Estos puntos calientes químicos son esenciales para la entrega de calcio en el cuerpo. Plegue un batido de caseína y liberará calcio en el intestino donde se puede absorber el mineral. El acceso asequible a la caseína podría ayudar a la lactosa intolerante a cosechar sus beneficios para la salud ósea y ser una fuente de proteína para aquellos que luchan por encontrar suficiente en sus dietas.
Un código molecular
Las caseínas requieren algunas modificaciones para llevar su carga de calcio. Think about la proteína como una cadena ondulada de perlas de Mardi Gras. Para que la proteína funcione, algunas perlas deben transportar “etiquetas” de fosfato.
Agregar una etiqueta requiere una proteína huésped que sea ajena a E. coli. Las células de levadura, que se parecen más a nuestras células, deberían ser teóricamente mejores en la tarea. Pero esta similitud es una espada de doble filo: también pueden unir otras etiquetas químicas que no se encuentran en la caseína, lo que potencialmente arruina la proteína. Algunas enzimas de levadura también destruyen proteínas diseñadas, no es genial para tambaleantes como caseína.
El nuevo estudio de puntillas alrededor de estas minas terrestres. Primero, el equipo agregó genes para tres enzimas de un microbio diferente para crear etiquetas de fosfato que eran mejores para agarrar la caseína. Marcar estos tomó alguna prueba y error, pero al ultimate, el nuevo sistema funcionó. También modificaron la proteína de caseína misma para imitar la capacidad de su contraparte pure para transportar calcio.
Por supuesto, la caseína diseñada debe digerirse como de costumbre. Probaron esto en una variedad de fluidos digestivos simulados, desde la saliva hasta los del estómago y los intestinos. Las proteínas diseñadas se digirieron por completo, lo que sugiere que son relativamente seguras.
¿Mundo sin lácteos?
Para ser claros, el estudio no probó si la caseína hecha por bacterias estuvo de acuerdo con las personas. Pero el proceso de fabricación es comparable a cómo se producen la insulina y otras proteínas en E. coli. Microbios de ingeniería productores de caseína “ofrece una alternativa prometedora al reducir la dependencia del ganado mientras se mantiene las propiedades funcionales necesarias para las aplicaciones de lácteos”, escribió el equipo.
Los resultados siguen siendo una prueba de concepto. Para ser comercialmente factible, el método tendría que ser ampliado. Pero los estudios ya sugieren diseñados genéticamente E. coli Puede producir proteínas de diseño en cantidades comercialmente viables, escribió el equipo. Otros microbios podrían aumentar más la producción. Y como el componente principal en la fabricación de queso, la caseína hecha por bacterias algún día puede convertirse en una alternativa sin lácteos para quesos con texturas y sabores tentadores.
Por ahora, el enfoque establece un camino para otros estudios que intentan aprovechar los microbios productores de caseína para alimentos y también sostenible adhesivos, pinturas y recubrimientos resistentes al fuego.
