Identificación de las enzimas que degradan el fucoidán y desbloquean su uso en biomedicina y biorrefinería

El reto

El fucoidán es un polisacárido complejo presente en la pared celular de las algas pardas, organismos ampliamente distribuidos en los océanos y con un papel crucial en la regulación del clima global. Al ser excepcionalmente resistente a la descomposición bacteriana, este compuesto permite que el carbono capturado por las algas mediante fotosíntesis quede almacenado en el mar durante largos periodos, contribuyendo a reducir el CO2 atmosférico.

Sin embargo, hasta ahora el conocimiento sobre cómo las bacterias marinas intervienen en el reciclaje del carbono contenido en el fucoidán era muy limitado. Esta falta de conocimiento dificultaba estimar con precisión cuánto tiempo permanece almacenado el carbono en los océanos antes de volver a la atmósfera, un dato esencial para entender el papel del «carbono azul» frente al cambio climático.

La solución

Un equipo de investigación coordinado por AZTI,  logró aislar dos cepas bacterianas del microbioma de una macroalga parda capaces de degradar distintos tipos de fucoidán.

El hallazgo, publicado en Nature Communications, identifica además las enzimas responsables de esta degradación, lo que aporta nuevas perspectivas sobre cómo las comunidades bacterianas influyen en la eficiencia de captura de CO2 de los ecosistemas marinos.

El trabajo permite profundizar en los mecanismos que emplean las bacterias para degradar uno de los polisacáridos más complejos y bioactivos de la naturaleza, con implicaciones tanto climáticas como biotecnológicas.

Los resultados

• Nuevos conocimientos sobre el ciclo del carbono y el secuestro de CO2 en los ecosistemas marinos de macroalgas.
• Mejores estimaciones sobre los flujos globales de carbono azul y su permanencia en los océanos.
• Apertura de nuevas vías de innovación:
  • El fucoidán  tiene propiedades bioactivas con alto potencial para la industria farmacéutica, incluyendo efectos antiinflamatorios, antitumorales e inmunomoduladores. Sin embargo, su estructura química compleja y variable dificulta establecer relaciones claras entre su composición y sus propiedades terapéuticas. La identificación de enzimas específicas capaces de descomponer distintos tipos de fucoidán podría simplificar estas estructuras moleculares, facilitando su uso en aplicaciones médicas.
  • Estas enzimas tienen un gran potencial para la biorrefinería marina, ya que podrían optimizar la extracción de compuestos valiosos y promover la reconversión sostenible de biomasa algal para distintos usos, como por ejemplo fertilizantes ecológicos, fomentando así una economía circular en el sector marino. Este enfoque resulta especialmente relevante frente a problemas como la invasión costera por algas pardas no autóctonas, como Rugulopteryx okamurae, que afecta negativamente tanto a los hábitats marinos como a las actividades económicas relacionadas con el turismo y la pesca.

Este descubrimiento refuerza la posición de AZTI como referente en investigación de biotecnología marina y economía azul, combinando su experiencia en microbiología marina con colaboraciones estratégicas junto a IIS Biobizkaia y la UPV/EHU para avanzar en el conocimiento del ciclo del carbono oceánico.