ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
March 29, 2004

A fungus may hold the key to unlocking new, value-added uses for corn fiber and distiller's dry grains with solubles (DDGS) - the "leftovers" of making ethanol. That's the hope of Agricultural Research Service scientists, who modified the fungus Fusarium sporotrichioides with genes for making lycopene and other carotenoids.

Lycopene, a pigment that makes tomatoes red, is considered a "nutraceutical" for its purported health benefits. Some research suggests lycopene helps prevent certain cancers in people who routinely consume foods containing the carotenoid. Supplements are available for consumers who can't or don't want to eat these foods, but still desire lycopene's benefits, notes geneticist Timothy Leathers, at the ARS National Center for Agricultural Utilization Research, Peoria, Ill.

In the modified fungus, Leathers sees a potential way to mass-produce lycopene from ethanol co-products like corn fiber rather than extract and purify the carotenoid from tomatoes. Corn fiber is ideal because it's abundant and costs about five cents a pound. The U.S. ethanol industry generates four million tons of the fiber annually, and sells it as livestock feed to avoid disposal fees. The same applies for DDGS, notes Leathers, at the ARS center's Fermentation Biotechnology Research Unit. 

Proof-of-concept studies at the Peoria center showed that when cultured in lab flasks, the modified fungus produced 0.5 milligram of lycopene per gram of dry weight within six days. The plan now is to scale up the studies by culturing the fungus in fermenters on a growth medium containing the corn fiber or DDGS.

To equip F. sporotrichioides for the job, the team first "short-circuited" the metabolic pathways by which it makes natural trichothecene toxins. Then, using a patented recombinant technique (6,372,479), the team "re-wired" the fungus with new genes for making lycopene. ARS patented the microbe on Feb. 24 (6,696,282). Leathers' colleagues are James Jones of Northwestern University and Thomas Hohn of Syngenta. Both are former ARS scientists.

ARS is USDA's chief scientific research agency.

Hongo de maíz se utiliza para la producción de carotenoides

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
29 de marzo 2004

Un hongo podría tener la clave para revelar nuevos usos valiosos para la fibra de maíz y los granos secos de destilería solubles (DDGS por sus siglas en inglés), los cuales son los sobrantes de la producción de etanol. Esta es la esperanza de los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) que modificaron el hongo Fusarium sporotrichioides con genes que tienen un papel en la producción de licopeno y otros carotenoides. 

Licopeno, un pigmento que le da el color rojo al tomate, se considera como un compuesto nutracéutico por sus beneficios posibles de salud.

Algunas investigaciones sugieren que licopeno ayuda a prevenir ciertos cánceres en las personas que de rutina consumen comidas que contienen este carotenoide.  Suplementos están disponibles para consumidores que no pueden o no quieren comer estas comidas, pero todavía desean los beneficios del licopeno, según el genetista Timothy Leathers, en el Centro Nacional para la Investigación de Utilización Agrícola (NCAUR por sus siglas en inglés), mantenido por el ARS en Peoria, Illinois.

En el hongo modificado, Leathers ve un método posible para producir en masa el licopeno de los subproductos de etanol, tal como la fibra de maíz, en vez de extraer y purificar el carotenoide de tomates.  La fibra de maíz es ideal porque es abundante y cuesta como cinco centavos por libra.  La industria de etanol de EE.UU. produce cuatro millones de toneladas de la fibra anualmente, y la vende como pienso para el ganado para evitar los costos de eliminación.  Lo mismo se aplica a DDGS, dice Leathers, en la Unidad de Investigación de la Biotecnología de Fermentación del NCAUR. 

Estudios para probar el concepto en el centro en Peoria mostraron que cuando cultivado en matraces de laboratorio, el hongo modificado produce 0,5 miligramos de licopeno por gramo de peso seco dentro de seis días.

El plan ahora es aumentar los estudios cultivando el hongo en fermentadores en un medio de cultivo que contiene la fibra de maíz o DDGS.

Para preparar F. sporotrichioides para hacer este trabajo, el grupo primero pasó por encima los caminos metabólicos que el hongo utiliza para hacer las toxinas naturales conocidas como tricotecenos.  Luego, usando una técnica patentada (6.372.479), el grupo le dió al hongo genes nuevos para producir licopeno.  ARS patentó el microbio el 24 de febrero (6.696.282).  Los colegas de Leather son James Jones de la Universidad Northwestern, y Thomas Hohn de la empresa Syngenta.  Ambos son antiguos científicos del ARS.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.