Frente al desafío urgente de erradicar el hambre global y encontrar alternativas sostenibles a la carne, la última generación de ingeniería genética ofrece una solución revolucionaria,. Mediante la tecnología CRISPR/Cas9, científicos han logrado optimizar el hongo Fusarium venenatum, eliminando genes específicos de su pared celular para transformar sus micoproteínas en un superalimento más digerible, rico en aminoácidos esenciales y con una huella ambiental mínima,. Este avance no solo promete aliviar la crisis proteica mundial reduciendo la dependencia de la ganadería, sino que redefine el futuro de los alimentos funcionales hacia opciones más saludables y eficientes.
En los años setenta del S.XX, cuando ya se conocían los secretos de la molécula de la vida, surgieron unas tecnologías de laboratorio para alterar la composición del ADN de un organismo, la llamada “ingeniería genética”. Estas técnicas permiten modificar la información del ADN mediante cambios de bases (A-T o C-G), la deleción de una región del genoma o la adición de un nuevo segmento de ADN, incluso un gen, con potenciales aplicaciones en microrganismos, plantas o animales con diversos fines. Las bases de esta tecnología la protagonizaron los investigadores estadounidenses Paul Berg (1926-2023) y Walter Gilbert (n. 1932) y el británico Frederick Sanger (1918-2013), premios Nobel de Química de 1980.
La revolución del “bisturí molecular”: CRISPR/Cas9
La idea de modificar genes tiene que ver con la posibilidad de cambiar las características genéticas naturales de sus portadores y es ahí, en la vertiente aplicada, donde se ha abierto un enorme abanico de posibilidades con fines de aplicación en el mejoramiento agrícola o ganadero, industrial o clínico, dependiendo de las especies en los que se realice.
El sistema CRISPR/Cas9, constituye la última generación de la ingeniería genética que, de modo más directo y simple, permite modificar o eliminar cualquier gen o región del genoma de secuencia de ADN conocida. Se basa en un mecanismo natural de inmunidad que actúa en las bacterias y Archaea, para degradar y eliminar secuencias de ADN invasoras (virus, plásmidos…)[1]. De forma resumida, mediante esta técnica se trata de introducir en las células de los organismos a modificar un par de elementos, un ARN-guía que localice por complementación de bases con el ADN la región del genoma o el gen sobre la que se desea actuar, y una enzima denominada Cas9 (u otras alternativas), que localiza el complejo formado entre el ARN-guía y su diana en el ADN y actúa produciendo un corte. Tras ello, el corte ha de ser reparado, siguiendo dos alternativas, una “edición” que modifique las bases nucleotídicas con la ayuda de una molécula molde, o la anulación de la expresión del gen o la región diana (knockout).
Debido a la facilidad de este sistema para inducir cortes y modificaciones en regiones específicas del genoma, su uso se ha extendido rápidamente apareciendo en un corto espacio de tiempo un gran número de aplicaciones en cualquier tipo de organismos. Para ello es necesario el conocimiento de la secuencia de la región del genoma o el gen a editar o eliminar (sobre la “edición génica CRISPR” versó el Congreso sobre la investigación Genética: posibilidades y riesgos. Una aproximación desde la Bioética, organizado por la UCV en julio de 2024).
CRISPR-Cas9 se viene aplicando en todos los campos en que se intenta corregir o modificar una característica que implica una deficiencia o una alteración del organismo sobre el que se aplica, que, dada la universalidad del ADN, puede ser de cualquier especie, lo que incluye la “terapia génica” para corregir enfermedades hereditarias en el hombre o el “mejoramiento” de las plantas cultivadas y animales domésticos con el fin de mejorar su producción, capacidad de adaptación ambiental, resistencia a enfermedades o la calidad de sus productos derivados.
Seguridad alimentaria: El reto urgente de 2030
Como veremos a continuación, entre sus muchas aplicaciones, CRISPR-Cas9 ofrece la posibilidad de modificar los genomas de especies de hongos comestibles para modificar sus propiedades alimenticias.
La Organización Mundial de la Salud publicó un informe en julio de 2025, en el que participaron cinco organismos especializados de las Naciones Unidas, sobre El estado de la seguridad alimentaria y la nutrición en el mundo (SOFI 2025). En el mismo se señalaba que el mundo todavía está por encima de los niveles previos a la pandemia de COVID-19 y lejos de erradicar el hambre y la inseguridad alimentaria para 2030. El 8,2 % de la población mundial –es decir, unos 673 millones de personas-, padecían hambre en 2024, lo que supondría un descenso respecto al 8,5 % de 2023 y al 8,7 % de 2022. Pero señalaba que esta tendencia no es uniforme y que el hambre sigue aumentando en amplias zonas de África y Asia occidental, que UNICEF centra especialmente en muchos niños y niñas de países como Sudán del Sur, Yemen, Etiopía y Madagascar. Del mismo modo, la FAO, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, lleva décadas denunciando la desnutrición proteico-energética como uno de los problemas más importante de los niños en países en desarrollo, urgiendo la necesidad de producir nuevos alimentos para satisfacer las necesidades de energía y nutrientes.
En el citado informe se señala que existen en el mundo medios para acabar con el hambre y la malnutrición de aquí a 2030, pero es necesario aportar fondos económicos y voluntad política para lograrlo. Un tercer factor necesario es seguir explorando sobre nuevas fuentes de alimentación y alimentos más diversos que lleguen a las comunidades más necesitadas sin depender de los insumos importados que suelen ser caros e impredecibles.
Fusarium venenatum: La alternativa sostenible a la carne
La búsqueda de nuevas fuentes de alimentación es una necesidad incluso en los países más desarrollados, donde hace años se investiga el modo de ampliar el mercado de los recursos nutricionales alternativos para evitar problemas de salud como la deficiencia de hierro y micronutrientes, la obesidad, las alergias, la diabetes, etc.
Las proteínas son polímeros cuya estructura primaria está constituida por la sucesión de los aminoácidos, de los que existen 20 diferentes que se alinean mediante enlaces peptídicos. Estas moléculas constituyen los elementos estructurales y funcionales de las células. Se encuentran por tanto formando parte de las células y tejidos de todos los organismos y, es importante destacar, que son los productos directos de la expresión de los genes.
Las proteínas son además los componentes esenciales de los alimentos de origen animal y vegetal. En la alimentación humana son necesarias como fuente de aminoácidos para el desarrollo y el mantenimiento del cuerpo, para reparar y reemplazar los tejidos gastados o dañados y para promover la síntesis de enzimas, hormonas y todos los componentes esenciales para el crecimiento del organismo.
La búsqueda de nuevas fuentes de proteínas se ha convertido en un objetivo prioritario en los últimos años, por lo que se ha promovido la producción de nuevas fuentes de proteínas que suplementen o incluso reemplacen a las tradicionales de origen animal y vegetal. En este sentido, recientemente se han publicado los resultados de la utilización de las llamadas “micoproteínas”, o proteínas derivadas de hongos.
Desde hace años se viene utilizando el Fusarium venenatum, un hongo filamentoso muy rico en proteínas y aminoácidos esenciales de bajo contenido en grasas polinsaturadas. Este organismo se puede cultivar en biorreactores mediante fermentación, lo que permite producir mucha biomasa fúngica de manera eficiente. Las micoproteínas imitan la textura fibrosa de la carne gracias a los micelios del hongo, favoreciendo su uso en diferentes tipos de alimentos, como nuggets, hamburguesas, y otros análogos especialmente útiles para dietas vegetarianas y flexitarianas, como las comercializadas en Estados Unidos bajo la denominación de Quorn u otras parecidas. Además, las micoproteínas pueden ser fermentadas por las bacterias de la microbiota intestinal humana, por lo que también pueden actuar como un prebiótico beneficioso. Aunque de momento no se han hecho estudios muy extensos, la tasa de reacción alérgica a las micoproteínas es muy baja. Los fabricantes de este tipo de alimentos señalan que su producción tiene un menor impacto ambiental que la carne de origen animal como pollo o cerdo y una huella de carbono hasta 10 veces menor que la de vacuno. Por todo ello, la utilización del F. venenetum para la producción de micoproteínas para alimentación humana se ha convertido en una estrategia prometedora y ambientalmente sostenible para abordar el déficit proteico global y ya goza de la aprobación regulatoria en la Unión Europea, Estados Unidos, y Australia [1].
Ciencia en acción: Más proteína y menos quitina
De acuerdo con un estudio publicado en noviembre pasado en Trends Biotechnology, este hongo microscópico ha pasado a convertirse en un recurso alimenticio de gran interés por sus propiedades alimenticias y digestibilidad. En esta investigación, con el fin de mejorar el perfil nutricional y la eficiencia de producción, se procedió a la eliminación de un gen mediante CRISPR/Cas9 que dificultaba el rendimiento proteico. La cepa FCPD de F. venenatum obtenida mostró un aumento del 32,9% en el índice de aminoácidos esenciales, una reducción del 44,3% en el consumo de sustrato y una buena tasa de producción de micoproteínas en comparación con la cepa silvestre (WT). Además, la nueva cepa mostró un considerable rendimiento ambiental con respecto a la carne de cultivo celular y la carne de pollo [2].
A pesar de las buenas perspectivas de F. venenetum, la eficacia en la conversión de sustrato, la biosíntesis de proteínas y la digestión de nutrientes se ve limitada por algunos componentes de la pared celular de este hongo filamentoso como la quitina, un polisacárido natural que forma parte de un tercio de la masa celular de la pared de los hongos y constituye un polímero natural no digerible y de difícil absorción. La quitina es el polímero más abundante en la naturaleza después de la celulosa. En consecuencia, se han dirigido muchos estudios para conseguir la degradación de las paredes celulares del F. venenetum mediante procesamientos físico-químicos, como la homogeneización a alta presión, el tratamiento enzimático y la utilización de ultrasonidos, sin mucho éxito. Recientemente se han dirigido nuevos esfuerzos al mejoramiento de F. venenetum mediante la utilización de CRISPR/Cas9 para eliminar los genes relacionados con la síntesis de las quitina-sistasas, genes Chs, y, de este modo, hacer que la pared celular sea más vulnerable a su degradación. La quitina es un polímero natural no digerible. Previamente, se habían detectado 12 posibles genes Chs en F. venenetum, y la eliminación de uno de ellos mejoró la sensibilidad de la pared celular y también produjo efectos beneficiosos inesperados, como promover la síntesis de proteínas. Tras la aplicación de CRISPR/Cas9 se obtuvo una cepa, denominada FC02, cuyo contenido en micoproteínas aumentó del 35,30% al 54,12%, mientras que el contenido de quitina disminuyó del 8,56 % al 6,29 %. En el estudio publicado se verifica que la cepa modificada, FC02 del F. venenetum carece de una región genómica de 3155 pb en su ADN en comparación con la cepa no modificada [3]. Con esta modificación, se consiguió facilitar la extracción de las proteínas de la pared celular de la cepa resultante y, a la vez, conferir a los productos de biomasa unas características digestivas más deseables y un índice de aminoácidos esenciales significativamente superiores.
El futuro: Alimentos funcionales de alta digestibilidad
Estos resultados sugieren que la estructura micelial de los hongos comestibles puede modificarse genéticamente para crear alimentos funcionales con digestibilidad controlada, guiando al mismo tiempo la producción de micoproteínas de alta calidad. Se trata de otro ejemplo de cómo la ingeniería genética puede contribuir al mejoramiento de la producción de alimentos. En este caso, la aplicación de CRISPR/Cas9 para la modificación de la estructura del micelio de unos hongos comestibles, mejora la producción de unos nutrientes funcionales de gran digestibilidad. El F. venenetum se ha convertido en una excelente fuente de micoproteínas que aporta además otros beneficios nutricionales como fuente de aminoácidos esenciales y beta-glucanos, beneficiosos para la salud intestinal, el control glucémico y el bajo contenido en grasas polinsaturadas. Indirectamente también contribuye a la salud por ayudar a la pérdida de peso y reducción del colesterol.
Nicolás Jouve
Catedrático Emérito de Genética de la Universidad de Alcalá
Miembro del Observatorio de Bioética
[1] Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J. Soria E. Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements. J. Mol. Evol. 2005, 60:174–182.
[2] Ahmad MI, Faroog Sk, Alhamoud Y et al. A review on mycoprotein: history, nutritional composition, production methods, and health benefits. Trends Food Sci Tech. 2022 12:14-29.
[3] Wu X, Wang M, Luo S, et al. Dual enhancement of mycoprotein nutrition and sustainability via CRISPR-mediated metabolic engineering of Fusarium venenatum. Trends Biotechnol. 2025 Nov 19:S0167-7799(25)00404-4.
[4] Wu X, Zhou Z, Luo S, Wang Y et al. Cell wall engineering-guided strategy for high-efficiency biosynthesis of nutrient-fortified Fusarium venenatum mycoprotein. Bioresour Technol. 2025 Nov;436:133005.