La astaxantina natural (ATX) es un pigmento carotenoide con múltiples efectos beneficiosos para la salud humana y animal. En humanos se utiliza como suplemento alimenticio por sus múltiples beneficios, entre los que destacan: Una alta capacidad antioxidante, prevención de enfermedades degenerativas, oculares y el cáncer. Dadas estas propiedades, la demanda por ATX es cada vez mayor, con un mercado en constante crecimiento que supera los US$ 200 MM.
Actualmente, la ATX sintética ocupa el 95% del mercado y su uso está limitado a alimentación animal. Por otro lado, la ATX natural es la única con categoría GRAS (Generally Regarded as Safe) para el consumo humano por la FDA (Food and Drugs administration) de Estados Unidos. La microalga Haematococcus lacustris es el mayor productor de ATX natural. Sin embargo, su producción se ve limitada por sus altos costos asociados al requerimiento de amplias extensiones de tierra y grandes volúmenes de agua. El rendimiento promedio anual de la producción de ATX a partir de H. lacustris ronda el 1,8% p/p (Datos Astax Chile S.A), lo cual sigue sin ser suficiente para suplir las demandas del mercado.
En este contexto, el año 2018 se logró producir ATX natural, a través de ingeniería metabólica, en Escherichia coli con rendimientos significativamente mayores a los observados en H. lacustris. Si bien E. coli se caracteriza por su rápido crecimiento, condiciones de cultivo sencillas, plasticidad metabólica y facilidad de manipulación genética, presenta múltiples inconvenientes para su uso industrial, limitando su uso en el consumo humano.
Bacillus subtilis una bacteria ambiental no patógena y reconocida como GRAS. Su uso a nivel industrial es reconocidamente seguro y se usa como probiótico de consumo humano y animal. B.subtilis es un candidato ideal para la síntesis de terpenoides como ATX, al requerir mínimas modificaciones genéticas. Este proyecto tiene como objetivo generar clones de B subtilis con capacidad de biosíntesis de ATX mediante el uso de ingeniería metabólica. Además, la ATX producida poseerá características químicas y funcionales iguales a la ATX de H. lacustris.