Los científicos de la Universidad Nacional de Australia ANU han diseñado pequeños motores de captura de carbono a partir de algas verdeazuladas en plantas, en un avance que promete ayudar a aumentar los rendimientos de cultivos alimenticios importantes como el trigo, el caupí y la yuca.
El investigador principal, Dr. Ben Long, de ANU, dijo que el descubrimiento fue un gran avance para mejorar la forma en que los cultivos convierten el dióxido de carbono, el agua y la luz solar en energía, un proceso llamado fotosíntesis, que es una de las principales limitaciones para el rendimiento de los cultivos.
"Por primera vez, hemos insertado pequeños compartimentos de cianobacterias, comúnmente conocidas como algas azul-verdes, en plantas de cultivo que forman parte de un sistema que podría conducir a un aumento del 60 por ciento en el crecimiento y rendimiento de las plantas,"dijo el Dr. Ben Long, de la ANU Research School of Biology, cuyo trabajo ha sido financiado por el consorcio internacional Realizing Increase Photosynthetic Efficiency RIPE.
Estos compartimentos, llamados carboxisomas, son responsables de hacer que las cianobacterias sean tan eficientes para transformar el dióxido de carbono en azúcares ricos en energía.
"Hasta ahora, insertar un carboxysome en una planta había estado en el ámbito de la ciencia ficción y nos ha llevado más de cinco años llegar a este punto", dijo el Dr. Long.
"Estamos tratando de insertar un motor de captura de carbono turboalimentado en las plantas, imitando una solución que las cianobacterias, los ancestros de los cloroplastos de plantas modernos, los compartimentos verdes donde las plantas producen su propia comida, se encontraron hace millones de años"
Rubisco, la enzima responsable de fijar el dióxido de carbono de la atmósfera, es lenta y le resulta difícil diferenciar entre dióxido de carbono y oxígeno, lo que lleva a una pérdida de energía derrochadora.
"A diferencia de las plantas de cultivo, las cianobacterias usan lo que se llama 'CO' 2 mecanismo de concentración 'para suministrar grandes cantidades de gas a sus carboxisomas, donde se encapsula su Rubisco ", dijo el Dr. Long.
"Este mecanismo aumenta la velocidad con la que el CO 2 puede convertirse en azúcar y minimiza las reacciones con oxígeno "
La enzima Rubisco dentro de las cianobacterias puede capturar dióxido de carbono y generar azúcares aproximadamente tres veces más rápido que el Rubisco que se encuentra en las plantas.
Los modelos de computadora han demostrado que la actualización de la fotosíntesis de las plantas para usar este mecanismo conducirá a un aumento dramático en el crecimiento y el rendimiento de las plantas.
"Todavía tenemos mucho trabajo por hacer, pero lograr esto en las plantas de tabaco fue un paso absolutamente esencial que nos ha demostrado que podemos esperar ver cultivos con CO funcional 2 mecanismos de concentración en el futuro, produciendo un mayor rendimiento ", dijo el Dr. Long.
El co-investigador Profesor Dean Price de la Escuela de Biología de Investigación ANU dijo que el descubrimiento ofreció una estrategia prometedora a largo plazo para mejorar los rendimientos mundiales de los cultivos y la resiliencia ambiental.
"Necesitamos todos los esfuerzos creativos para mejorar el rendimiento de los cultivos si queremos poder alimentar a la creciente población mundial y estas opciones llevan tiempo, por lo que debemos hacerlo ahora", dijo el profesor Price, investigador jefe de laConsorcio RIPE y el Centro de Excelencia del Consejo Australiano de Investigación ARC para la fotosíntesis traslacional.
El director de RIPE, Stephen Long, presidente de la Universidad de Ciencias de Cultivos y Biología Vegetal de la Universidad de Illinois, Ikenberry, agradeció el descubrimiento.
"Cuando apoyamos esta investigación, comenzando hace cinco años, sabíamos que era un riesgo muy alto, pero seguimos adelante debido a las grandes recompensas que podría generar", dijo.
"Nunca esperábamos ver carboxisomas en el cloroplasto del cultivo en esta etapa, tal vez solo piezas.
"Así que el ensamblaje de carboxisomas indistinguibles de los de las cianobacterias es un logro espectacular y nos pone en el camino para poder lograr el sistema completo"
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Materiales proporcionado por Universidad Nacional Australiana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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