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Efectos del etanol en Chlorella vulgaris: gigantismo.

Zárate-Rivera, Ana Karen (2024) para la Colección de Cultivos Algae Bank (acrónimo CCAB) 2025.
El autor dispone de todos los derechos sobre el texto y las imágenes originales y no permite que se reproduzcan bajo ningún concepto.

El presente estudio realizado en nuestro laboratorio, es una reproducción simplificada del trabajo de Zhu y col[1].  y es realizado con el objetivo de reportar los fenómenos morfológicos asociados a la exposición a etanol disuelto en nuestra cepa de Chlorella vulgaris (CCAB 101-41). Por favor, visite el artículo original publicado en el Journal of Applied Phycology.

Las algas euglenoideas asimilan etanol como fuente de carbono (o sustrato), en una concentración disuelta en el medio de hasta el 1.0% [2]. En el contexto de las biorrefinerías, un enfoque tal es ventajoso, posibilitando obtener rendimientos propios del régimen mixotrófico sin utilizar carbohidratos como la glucosa o el manitol, que incrementan las probabilidades de contaminación.

Es un error común planificar trabajo en microalgas como si todas ellas estuvieran emparentadas, Chlorella y Euglena pertenecen a reinos distintos, plantae y protista, respectivamente. En realidad «alga» es una clasificación informal y no-taxonómica que se refiere más o menos a: fotosintéticos acuáticos de distintos reinos.

Chlorella vulgaris exhibe un comportamiento radicalmente distinto a Euglena, en la exposición a etanol disuelto en una en concentraciones crecientes, la tasa poblacional de crecimiento se reprime. Además, presentan aberraciones morfológicas y un incremento en los metabolitos intracelulares.

Inhibición del crecimiento en cultivo

Turbidez, cualitativa. Cultivos de C. vulgaris en crecimiento durante 15 días en medio BBM y etanol al 1.0%, 0.1% y 0.0% (grupo control). Manifestación de cultivos «amarillos» indican ineficiencia fotosintética, producto del estrés oxidativo.

Figura 1. Turbidez obtenida en 15 días. De izq. a der. C. vulgaris en etanol al 1.0%, 0.1% y 0.0% (grupo control) (propia, 2025).

Gigantismo

Microscopías en campo claro a 1000X demuestran células con gigantismo, incremento de tamaño en un 48.64% (de 5.15 μm a 7.64 μm).

Figura 2. Gigantismo celular, C. vulgaris expuestas a etanol al 0.1% (izq.) y grupo control (der.) durante 14 días (propia, 2025).

Aberraciones

Hemos observado un incremento en el tamaño de la vacuola y el pirenoide, que se han desplazado de su lugar en la célula. Además de grupos de células con aberraciones en estados palmeloides (palmelloid-like state).

Esto puede relacionarse con 3 fenómenos, ambos derivados del gradiente de especies reactivas de oxígeno (ROS) intracelular en el tiempo de cultivo; Uno: el incremento de metabolitos intracelulares. El gigantismo, según el equipo de Zhu, estaría relacionado con la incapacidad de la célula madre de completar la división celular debido al estrés oxidativo.
Dos: que el incremento en la permeabilidad celular «inflame» de agua a los organelos.
Tres: que el estrés oxidativo desencadene un incremento en la concentración de los metabolitos de reserva, es decir, carbohidratos y lípidos. 

Figura 3. Aberraciones en C. vulgaris expuestas a etanol al 0.1%, en negro división celular fallida, en rojo, el incremento de tamaño en pirenoide y vacuola.

Referencias

  1. Zhu, Y., Cheng, F., Mi, W., Song, G., Bi, Y. & Abate, R. Exogenous ethanol induces cell giantism accompanied by enhanced accumulation of lipid and carbohydrates in Chlorella sorokiniana. Journal of Applied Phycology (2024) 36:1635–1651 https://doi.org/10.1007/s10811-024-03199-w
  2. Garlaschi, F., Garlaschi, A., Lombardi, A., Forti, G. Effect of ethanol on the metabolism of Euglena gracilis. Plant Science Letters (1974) 2:29-39 https://doi.org/10.1016/0304-4211(74)90035-2.

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