Cuatro investigaciones doctorales exploran nuevas soluciones desde la biotecnología y la bioingeniería
Las tesis abordan desafíos como la búsqueda de compuestos bioactivos en microorganismos y hongos marinos, el desarrollo de procesos productivos más sostenibles y la exploración de alternativas biológicas para la agricultura. Cuatro investigadores culminaron su formación doctoral durante este 2026 en el Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB), vinculado al Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales (DIQBM) de la FCFM de la Universidad de Chile. Este hecho representa un logro significativo en sus trayectorias científicas y refleja la contribución del Centro a la formación de capital humano avanzado y al desarrollo de investigación interdisciplinaria para abordar desafíos científicos y tecnológicos de relevancia nacional e internacional.
A través de la articulación de distintas áreas del conocimiento, CeBiB promueve la generación de conocimiento de frontera y su proyección hacia aplicaciones en ámbitos como la biotecnología, la salud y el medioambiente. Las investigaciones desarrolladas por los cuatro nuevos doctores dan cuenta de este enfoque, con estudios que exploran desde el potencial biotecnológico de microorganismos de ambientes extremos hasta alternativas para una agricultura más sostenible y procesos productivos con menor impacto ambiental.
De la Fosa de Atacama al desierto: microorganismos con potencial biotecnológico
La investigación de Carol Jara se centró en explorar el potencial biotecnológico de microorganismos provenientes de ambientes extremos, particularmente de la Fosa de Atacama, uno de los ambientes marinos menos explorados del planeta. Su objetivo fue estudiar la diversidad microbiana de este ecosistema y evaluar su potencial como fuente de nuevos compuestos bioactivos.
El estudio combinó herramientas de metagenómica, aislamiento y caracterización de macroorganismos y análisis genómico para estudiar la diversidad microbiana y su potencial biosintético. Mediante ensayos bioactivos, la investigadora identificó aislados con potencial antibiótico, algunos capaces de inhibir el crecimiento de microorganismos de interés. Estos resultados permitieron seleccionar cepas promisorias para profundizar en la búsqueda de nuevos productos naturales de origen microbiano. Otro eje de la tesis fue el estudio de Streptomyces asenjonii, una bacteria aislada del Desierto de Atacama perteneciente a un género ampliamente reconocido por su capacidad de producir metabolitos secundarios bioactivos. En esa línea, Carol Jara investigó su potencial para la producción de compuestos con actividad antioxidante (spicamicinas), y exploró otras posibles actividades biológicas, profundizando en el potencial metabólico y biosintético de esta cepa. Específicamente ella desarrolló un modelo metabólico a escala genómica (Genome Scale Model, GSM) para maximizar la síntesis de las spicamicinas.
Estos resultados destacan el valor de explorar ambientes extremos y poco estudiados en la búsqueda de microorganismos y compuestos con potencial aplicación biotecnológica. Además, muestran cómo la integración metagenómica, la microbiología, la genómica y la biología de sistemas permite abordar la diversidad microbiana desde distintas perspectivas y avanzar en el descubrimiento de nuevos productos naturales.
Junto con los resultados científicos, la investigadora destacó el carácter interdisciplinario de su formación en CeBiB y la colaboración entre distintas áreas del conocimiento. “Mi experiencia de formación en CeBiB fue muy enriquecedora, principalmente por la posibilidad de desarrollarme en un ambiente altamente interdisciplinario. Uno de los aspectos que más destaco es la interacción entre investigadores y estudiantes provenientes de distintas áreas, como ingeniería, microbiología, biotecnología, biología molecular y ciencias computacionales”, señaló.
“CeBiB no solo aportó a mi formación científica y técnica, sino también a mi manera de enfrentar la investigación. Me permitió desarrollar una mirada más amplia sobre cómo el conocimiento fundamental puede vincularse con desafíos tecnológicos y aplicaciones concretas” enfatizó Jara.
Macroalgas como fuente de nuevos compuestos bioactivos
Los hongos marinos constituyen una fuente poco explorada de compuestos bioactivos. En ese contexto, María Paz González centró su investigación doctoral en caracterizar la diversidad metabólica y potencial biotecnológico del hongo marino Asteromyces cruciatus, un hongo marino cuyo perfil químico puede variar según las condiciones de cultivo y, particularmente la fuente de carbono utilizada.
Los resultados de su tesis demostraron que este hongo marino presenta una importante plasticidad metabólica y que su perfil químico y actividad biológica pueden modificarse según las condiciones de cultivo y la fuente de carbono utilizada. Por primera vez, se demostró que esta especie puede crecer utilizando biomasa de macroalgas como sustrato, alcanzando un crecimiento comparable al obtenido con glucosa en uno de los tratamientos estudiados.
Además, la investigadora identificó metabolitos que no habían sido descritos previamente en esta especie, entre ellos antraquinonas y alantoína. También observó que el cultivo con macroalgas generaba perfiles metabólicos distintos a los obtenidos con glucosa, asociados a una actividad citotóxica de particular interés frente a células de melanoma.
Estos resultados muestran que el uso de macroalgas como sustrato permite modificar el perfil metabólico de Asteromyces cruciatus y explorar nuevas vías para la producción de compuestos bioactivos, contribuyendo a la valorización biotecnológica de recursos marinos. Además de los resultados de su investigación, González destacó la formación interdisciplinaria y la orientación aplicada de CeBiB como aspectos relevantes de su experiencia doctoral. “Una de las principales oportunidades que me ofreció CeBiB fue poder desarrollar mi formación científica en un entorno altamente interdisciplinario y con una orientación hacia la biotecnología y los procesos. Esto me permitió relacionar mi investigación con problemáticas de interés actual y pensar más allá de la generación de conocimiento básico, considerando también su posible aplicación y proyección”, señaló.
La investigadora también valoró las oportunidades de internacionalización y divulgación científica que le brindó el centro, entre ellas una pasantía de investigación en Sevilla y su participación en un congreso en Praga. “Estas experiencias fueron muy importantes para ampliar mi red de contactos, conocer otras formas de hacer investigación y desenvolverme en contextos científicos internacionales. Creo que la combinación entre formación interdisciplinaria, vinculación científica, internacionalización y orientación aplicada fue uno de los aspectos más valiosos y distintivos de mi experiencia en CeBiB”, agregó González.
Biorrefinerías de algas marinas y alternativas para una producción más sustentable
Las biorrefinerías permiten transformar biomasa renovable en distintos productos, ofreciendo oportunidades para aprovechar recursos naturales y desarrollar procesos productivos con menor impacto ambiental. Sin embargo, su sustentabilidad requiere considerar dimensiones económicas, ambientales y sociales que, según identificó Medardo Zambrano en su revisión sistemática, no siempre reciben la misma atención. A partir de este análisis, su investigación doctoral se centró en evaluar y optimizar rutas de producción a partir de algas marinas, considerando distintos criterios de sustentabilidad.
El investigador evaluó la producción de bioetanol a partir de diferentes materias primas mediante un indicador de eficiencia energético-ecológica, con el objetivo de identificar factores relevantes para la sustentabilidad de estos procesos. Además, estudió el potencial de las algas marinas como fuente de compuestos de interés biotecnológico, entre ellos florotaninos, reconocidos por sus propiedades antioxidantes.
Mediante un análisis de ciclo de vida, el investigador comparó los impactos ambientales de la producción de bioetanol y florotaninos a partir de algas marinas, considerando las condiciones climáticas de Calbuco, en el sur de Chile. Posteriormente, aplicó un modelo de optimización multiobjetivo que incorporó criterios ambientales, económicos y sociales para identificar la ruta de producción más conveniente.
Los resultados señalaron la producción de florotaninos como la alternativa más favorable bajo los criterios evaluados, aunque también evidenciaron oportunidades para mejorar su sustentabilidad. Entre ellas, destacan la incorporación de energía solar térmica y la reutilización de las resinas empleadas en la recuperación de estos compuestos, medidas que podrían contribuir a reducir los impactos ambientales del proceso.
En cuanto a su experiencia doctoral, el investigador valoró el acompañamiento académico y la experiencia del equipo de investigación de CeBiB. Destacó especialmente la combinación de conocimientos del ámbito académico y científico con la experiencia en la industria, que enriqueció el análisis de los procesos de producción y permitió identificar oportunidades de mejora.
“Una de las oportunidades que destaco de CeBiB es el contacto directo con mis supervisores académicos, quienes siempre estuvieron atentos a mis progresos. También destaco la posibilidad de conectar con una red internacional que me permitió comparar mi investigación con la de otros doctorandos”, afirmó Zambrano. Actinobacterias del Desierto de Atacama con potencial para una agricultura más sostenible
La búsqueda de alternativas sostenibles para proteger los cultivos frente a enfermedades causadas por hongos es uno de los desafíos actuales de la agricultura. En este contexto, la investigación doctoral de Francisca Marchant se centró en explorar el potencial biotecnológico de las actinobacterias asociadas a Lupinus oreophilus, una planta adaptada a las condiciones extremas del Desierto de Atacama.
A través de su investigación, identificó microorganismos capaces de inhibir hongos que afectan a los cultivos y que, además, presentan características que podrían favorecer el crecimiento de las plantas. Estos resultados permitieron seleccionar cepas con potencial para desarrollar bioestimulantes y agentes de control biológico como alternativas a los productos químicos utilizados en la agricultura.
Los resultados de su investigación permitieron identificar actinobacterias con potencial para desarrollar soluciones biotecnológicas que contribuyan a proteger los cultivos frente a hongos fitopatógenos y favorecer su crecimiento. Algunas de estas cepas fueron evaluadas en plantas de lechuga y frutos de frutilla, lo que permitió explorar sus posibilidades de aplicación en contextos agrícolas. Para la investigadora, este trabajo también contribuyó a comprender cómo la biodiversidad microbiana del Desierto de Atacama puede ofrecer nuevas herramientas para enfrentar los desafíos de una agricultura más sostenible.
En cuanto a su experiencia doctoral, destacó el carácter interdisciplinario de CeBiB y las oportunidades de ampliar su formación más allá de su propia investigación, mediante la participación en congresos, iniciativas de divulgación científica y espacios de colaboración con investigadores de distintas áreas.
Además, valoró el acompañamiento de sus tutores y del equipo de investigación, especialmente durante la pandemia, cuando debió adaptar sus estrategias de trabajo para continuar avanzando en su tesis. Según señaló, este proceso fortaleció su autonomía, capacidad crítica y perseverancia, y le permitió comprender la importancia de abordar los problemas científicos desde distintas perspectivas.
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