El Big Data genómico revoluciona la industria alimentaria

El Big Data genómico  provee a los investigadores de los algoritmos e infraestructura necesarios para la secuenciación, manejo, almacenamiento, visualización y análisis de datos genómicos.

Los nuevos avances en inteligencia artificial y el abaratamiento del hardware necesario para procesar y almacenar todo este Big Data genómico, está permitiendo descifrar la información codificada en los genes.

El potencial es enorme y está comenzando a generar soluciones a problemas complejos en ámbitos como la nutrición, la salud, la agricultura, la ganadería, etc. que hasta hace unos años era inimaginable poder abordar.

La genómica funcional está avanzando para ofrecer soluciones a muchos de los de los problemas de salud que mayormente manifiestan una relación directa con la dieta, que es uno de los factores ambientales más importante al que estamos expuestos.

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Aplicaciones de la genómica que mejoran el negocio:

1. Nutrición personalizada. Aunque las capacidades de las tecnologías tradicionales se han visto desbordadas por la complejidad del metabolismo y la genética humana, los expertos cuentan ahora con la ayuda de la genómica para detectar los problemas genéticos relacionados con desregulaciones metabólicas y atajarlos con dietas personalizadas.

La idea de la nutrigenómica es recomendar a cada persona la dieta que más le favorezca para poder mantener una calidad de vida aceptable a lo largo de toda la vida. El fin que se persigue no es confeccionar una dieta particular para cada individuo, sino identificar tipos de dieta según sus variables genéticas.

2. Seguridad alimentaria de precisión

Para la industria alimentaria es clave poder determinar de manera rápida y precisa la presencia y el comportamiento de los microorganismos en los ingredientes de sus productos durante su procesado y, sobre todo, en el producto final.

Una visión global y precisa sobre la microbiología de los productos alimenticios es esencial para la predicción y la gestión de la calidad y la seguridad de los alimentos. La genómica junto con otras tecnologías ‘ómicas’ ofrece, en este sentido, una capacidad sin precedentes para describir la microbiología en los procesos industriales.

3. Control del fraude mediante etiquetas de ADN

El fraude alimentario se ha identificado como un problema creciente a escala mundial con un importante impacto económico, social, sanitario y medioambiental. La genómica y las técnicas adyacentes a ésta suponen una herramienta fundamental para la detección de posibles casos de fraude.

Algunas técnicas utilizadas son la secuenciación, PCR en tiempo real, fingerprinting o DNA-barcoding. La característica más importante de esta última técnica es que los códigos de barras generados por cada especie son estándares y los datos son de acceso libre, por lo que tienen una implantación a nivel global más sencilla.

La técnica de DNA-barcoding es de particular interés cuando se trata de controlar el fraude en ecosistemas de gran biodiversidad como los que provienen del mar. Muchas veces, el procesado de los alimentos así como las grandes similitudes entre especies, complican su identificación; lo que puede derivar en dificultades para controlar el fraude con las técnicas convencionales.

4. Mejora de procesos fermentativos

Otra de las grandes aplicaciones de la genómica, en combinación con otras ómicas como la metatranscriptómica, es la de optimizar los proceso fermentativos y otros procesos industriales de carácter biológico con el objetivo de mejorar las propiedades finales de los productos (sabor, textura, etc.).

Cada microorganismo interacciona de forma diferente con el producto, cambiando sus propiedades organolépticas en función de condiciones ambientales tanto externas (temperatura), como internas al producto (concentración de oxígeno).

Actualmente se desconoce en la mayoría de los procesos de la industria cómo afectan las variables endógenas y exógenas a la expresión génica de los microorganismos y cómo se relacionan con las variables de calidad del producto final. En este sentido, la información genómica juega un papel clave para entender estas relaciones y poder encontrar acciones de mejora a nivel industrial.

5. Genómica para cultivos

Incluso si los agricultores de una misma área geográfica criaran variedades idénticas de tomate, pequeñas variaciones en el medio ambiente podrían reducir el rendimiento de los cultivos y/o aumentar las plagas y las enfermedades. Científicos y agricultores están utilizando cada vez más tecnología como satélites, drones, sensores y tractores guiados por láser para recopilar miles de puntos de datos sobre las condiciones ambientales en un campo, como la temperatura, la humedad, etc.

El santo grial es poder cruzar toda esta información con los datos genómicos para poder desarrollar cultivos con combinaciones de genes que conduzcan al mejor rendimiento en entornos específicos.

Fuente: AINIA Centro Tecnológico