Científicos logran producir a gran escala el pigmento camaleónico del pulpo en el laboratorio
Por primera vez, un equipo de la Universidad de California en San Diego ha conseguido fabricar en bacterias el pigmento que permite a los pulpos cambiar de color. El hallazgo abre la puerta a materiales sostenibles inspirados en el camuflaje natural, como cristales fotónicos, recubrimientos térmicos, cosméticos y protectores solares naturales.
Por Enrique Coperías
Investigadores de UC San Diego producen por primera vez a gran escala xantommatina, el pigmento natural que da a los pulpos su camuflaje inteligente. El avance promete nuevos materiales ecológicos para cosmética, sensores y recubrimientos fotónicos. Foto: K. Mitch Hodge
Un equipo de científicos de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego) ha logrado un avance que acerca un poco más a la biotecnología a los superpoderes de los cefalópodos. Pulpos, calamares y sepias pueden modificar el color y la textura de su piel con una precisión asombrosa, un talento camaleónico que depende en parte de un pigmento natural llamado xantommatina.
Hasta ahora, este compuesto fascinaba a los investigadores —e incluso al ejército— por sus propiedades ópticas y de camuflaje, pero su producción en laboratorio era limitada y costosa.
El nuevo estudio, publicado en la revista Nature Biotechnology, describe una técnica que permite fabricar grandes cantidades del pigmento en bacterias. Según los autores, el método multiplica por mil el rendimiento de los procesos tradicionales y podría abrir la puerta a su uso en materiales fotónicos, recubrimientos térmicos, cosméticos o protectores solares naturales.
Qué es la xantommatina y por qué fascina a la ciencia
🗣️ «Hemos desarrollado una nueva técnica que acelera nuestra capacidad para producir xantommatina en una bacteria por primera vez —explica Bradley Moore, autor principal y químico marino en el Instituto Scripps de Oceanografía. Y añade—: Este pigmento es el que permite al pulpo o al calamar camuflarse, una superhabilidad fantástica. Lo que hemos conseguido es solo la punta del iceberg».
La xantommatina no solo da color a los cefalópodos: también tiñe de naranja las alas de las mariposas monarca o de rojo los ojos de las moscas. Sin embargo, obtenerla en cantidades útiles ha sido un quebradero de cabeza para los biotecnólogos. Los métodos químicos convencionales apenas logran unos pocos miligramos por litro y la extracción directa de animales es inviable.
Para superar ese obstáculo, el equipo del laboratorio de Moore ideó una estrategia de biosíntesis acoplada al crecimiento, un ingenioso sistema que vincula la supervivencia de las bacterias con la producción del pigmento.
«Necesitábamos un enfoque completamente nuevo —asegura Leah Bushin, investigadora principal del trabajo, actualmente profesora en la Universidad de Stanford. Y añade—: Básicamente, encontramos una manera de engañar a las bacterias para que fabricaran una mayor cantidad del compuesto que queríamos».
Ingeniería genética y automatización: bacterias que fabrican pigmento
El truco consistió en crear células genéticamente modificadas que solo podían sobrevivir si producían simultáneamente xantommatina y ácido fórmico. Cada molécula del pigmento generaba una de ácido fórmico, que a su vez servía de combustible para el crecimiento de la bacteria. El resultado: un ciclo autosostenido que multiplicó la producción de la deseada xantommatina.
Para perfeccionar el proceso, el grupo utilizó robots y herramientas bioinformáticas avanzadas que permitieron seleccionar las variantes más eficientes.
«Este proyecto ofrece una visión del futuro de la biología como plataforma sostenible para fabricar compuestos y materiales valiosos —comenta Adam Feist, coautor del estudio y profesor de Bioingeniería en UC San Diego—. Demostramos cómo la automatización y el diseño computacional pueden acelerar la innovación biotecnológica».
Imágenes de cámara UV tras la aplicación de una crema hidratante con un factor de protección solar. El nuevo avance abre las puertas a la obtención de protectores contra el sol más sostenibles. Cortesía: LaNts and Laminins
Aplicaciones: de la cosmética natural al camuflaje militar
El rendimiento final, de entre uno y tres gramos por litro, marcó un salto espectacular respecto a los escasos miligramos logrados antes. «Fue uno de mis mejores días en el laboratorio —recuerda Bushin—. Monté el experimento, lo dejé toda la noche y al volver al día siguiente todo estaba lleno de pigmento. Fue increíble».
Moore destaca que la nueva técnica biotecnológica, inspirada por los mecanismos naturales y completamente no invasiva, podría transformar la producción de biocompuestos. «Hemos roto el molde sobre cómo se puede diseñar una célula — afirma Moore. Y añade—: Nuestro método resuelve un problema de suministro y hace que este biomaterial sea accesible para muchas aplicaciones».
El Departamento de Defensa de Estados Unidos ya ha mostrado interés en las propiedades de camuflaje del pigmento, mientras que varias empresas cosméticas estudian su potencial como filtro solar natural. Otros sectores imaginan usos en pinturas que cambian de color o sensores ambientales.
«De cara al futuro, los humanos tendremos que replantearnos cómo fabricamos los materiales que sostienen nuestra vida sintética de 8.000 millones de personas —advierte Moore. Y concluye—: Gracias a esta investigación, hemos abierto una vía prometedora para diseñar materiales inspirados en la naturaleza, más sostenibles y mejores para el planeta».
Información facilitada por la UC San Diego
Fuente: Bushin, L B., Alter, T. B., Alván-Vargas, M. V. G. et al. Growth-coupled microbial biosynthesis of the animal pigment xanthommatin. Nature Biotechnology (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-025-02867-7
