Permitiría la mejora y el aumento del rendimiento de cultivos y disminuir el cambio climático
Buenos Aires-(Nomyc)-Un hallazgo bioquímico puede ayudar a diseñar cultivos resistentes al Clima, capaces de absorber CO2 de la atmósfera de manera más eficiente, ayudando a producir más alimentos en el proceso.
Investigadores de la Australian National University (ANU) y la Universidad de Newcastle determinaron cómo funciona una enzima crítica “oculta en el modelo de la naturaleza” brinda información sobre cómo las células controlan procesos clave en la fijación de Carbono, un proceso fundamental para la vida en la Tierra.
La investigación, publicada en Science Advances, demuestra una función que se desconocia de una enzima llamada “Anhidrasa carbónica carboxisomal” (CsoSCA), que se encuentra en las cianobacterias, también llamadas “Algas Verdiazules”, para maximizar la capacidad de los microorganismos para extraer dióxido de carbono de la atmósfera.
Las Cianobacterias son conocidas por sus proliferaciones tóxicas en lagos y ríos, pero estos pequeños organismos azul verdosos están muy extendidos y también viven en los océanos del mundo.
Pequeños Superhéroes del Carbono: aunque pueden suponer un peligro para el medio ambiente, los investigadores los describen como “pequeños superhéroes del carbono” a través del proceso de fotosíntesis, desempeñan un papel importante en la captura de cerca del 12 por ciento del Dióxido de Carbono mundial cada año.
La investigadora y primera autora del trabajo Sacha Pulsford, de la ANU, describe lo muy eficientes que son estos microorganismos para capturar carbono ya que “a diferencia de las plantas, las cianobacterias tienen un sistema llamado mecanismo de concentración de dióxido de carbono (CCM), que les permite fijar el carbono de la atmósfera y convertirlo en azúcares a un ritmo significativamente más rápido que las plantas y especies de cultivos estándar”.
En el corazón de la CCM se encuentran grandes compartimentos proteicos llamados Carboxisomas, estructuras responsables de secuestrar dióxido de carbono, que albergan CsoSCA y otra enzima llamada Rubisco y las CsoSCA y Rubisco funcionan al unísono, lo que demuestra la naturaleza muy eficiente del CCM.
El CsoSCA crear una alta concentración local de Dióxido de Carbono dentro del carboxisoma que luego Rubisco puede engullir y convertir en azúcares para que las células los coman.
El autor principal, el Dr. Ben Long de la Universidad de Newcastle, expresó “hasta ahora, los científicos no estaban seguros de cómo se controla la enzima CsoSCA. Nuestro estudio se centró en desentrañar este misterio y de manera particular, en un grupo importante de cianobacterias que se encuentran en todo el mundo”.
“La enzima CsoSCA `baila` al ritmo de otra molécula llamada `RuBP`, que la activa como un interruptor y hay que pensar en la fotosíntesis como hacer un sándwich, porque el Dióxido de Carbono del aire es el relleno, pero una célula fotosintética necesita proporcionar el pan y eso es RuBP, al igual que se necesita pan para hacer un sándwich, la velocidad a la que se convierte el dióxido de carbono en azúcar depende de la rapidez con la que se suministra RuBP” explica el investigador de la Universidad de Newcastle.
“La rapidez con la que la enzima CsoSCA suministra dióxido de carbono a Rubisco depende de la cantidad de RuBP presente y cuando hay suficiente, la enzima se enciende. Pero si la célula se queda sin RuBP, la enzima se apaga, lo que hace que el sistema esté altamente sintonizado” continúa Long quien agrega por último, “de manera sorprendente, la enzima CsoSCA se incrusta en el modelo de la naturaleza desde el principio, esperando ser descubierta”..
Según los científicos, diseñar cultivos que sean más eficientes en la captura y el uso del Dióxido de Carbono, proporcionaría un gran impulso a la industria agrícola al mejorar el rendimiento de los cultivos y al mismo tiempo reducir la demanda de fertilizantes nitrogenados y sistemas de riego, mientras que también, garantizaría que los sistemas alimentarios del mundo sean más resilientes al Cambio Climático.
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