Una enzima que convierte mas rapidamente el CO2 en azucar es uno de los pasos clave para multiplicar el rendimiento de los cultivos
Llevan dos, y les falta uno. Un grupo de investigadores ha completado el segundo de los tres pasos clave necesarios para acelerar la fotosintesis en cultivos como el trigo y el arroz, lo que podria aumentar el rendimiento de muchas plantas entre casi un 36% y un 60%. Al ser mas eficiente, el nuevo metodo de fotosintesis tambien podria reducir la cantidad de fertilizantes y agua necesarios para producir alimentos.
Investigadores de la Universidad de Cornell y Rothamsted Research (ambos en Reino Unido) han trasplantado con exito genes de un tipo de cianobacterias, en plantas de tabaco, que a menudo se utilizan para fines de investigacion. Dichos genes permiten que la planta produzca una enzima mas eficaz para convertir el dioxido de carbono de la atmosfera en azucares y otros hidratos de carbono. Los resultados se publicaron el miercoles en la revista Nature.
Esta planta de tabaco utiliza genes procedentes de bacterias para la fotosintesis.
Desde hace tiempo los cientificos saben que algunas plantas son mucho mas eficientes que otras a la hora de convertir el dioxido de carbono en azucar. Entre estas plantas de crecimiento rapido, conocidas como plantas C4, estan el maiz y muchos tipos de malas hierbas. Pero el 75% de los cultivos del mundo (conocidos como plantas C3) utilizan una forma de fotosintesis mas lenta y menos eficiente. Durante años los investigadores han estado intentando cambiar algunas plantas C3, como el trigo, el arroz y las patatas, a plantas C4. Este enfoque se ha visto impulsado ultimamente por novedosas tecnologias de alta precision para la edicion de genes, que estan siendo aplicadas al Proyecto Arroz C4 (ver Por que necesitaremos alimentos modificados geneticamente).
Los investigadores de Cornell y Rothamsted siguieron un enfoque mas simple. En vez de intentar convertir una planta C3 en una planta C4 cambiando su anatomia y añadiendo nuevos tipos y estructuras celulares, los investigadores modificaron los componentes de celulas existentes. Si consigues un mecanismo mas sencillo que no requiera cambios anatomicos, es algo bastante bueno, asegura el director del Centro de Ingenieria del Genoma de la Universidad de Minnesota (EEUU), Daniel Voytas.
En lugar de imitar a las plantas C4, los investigadores tomaron prestado de las cianobacterias un mecanismo de fotosintesis que se divide en tres partes. En primer lugar, las proteinas forman un compartimiento especial dentro de la celula de una planta donde se concentra el CO2. En segundo lugar, el compartimento contiene una enzima para acelerar la conversion del CO2. Finalmente, las celulas utilizan bombas especiales situadas en sus membranas para llevar el CO2 a las celulas.
A principios de este año, los investigadores diseñaron celulas para formar los compartimentos especiales de CO2. La nueva investigacion es la que se encarga de la segunda parte: la enzima aceleradora. Estan colaborando con otros investigadores en la tercera parte: las bombas. En ultima instancia, los investigadores tendran que incluir las tres piezas en las mismas plantas.
La profesora de Biologia Molecular y Genetica en Cornell, Maureen Hansen, señala que los avances no se usaran en cultivos comerciales de alimentos hasta al menos cinco o diez años.
Hacerlo no sera tan facil como trasplantar uno o dos genes. Sera necesario transferir entre 10 y 15 genes, y asegurarse de que los genes son estables, señala Dean Price, profesor de Medicina, Biologia y Medio Ambiente en la Universidad Nacional de Australia. Price no estuvo involucrado en la investigacion actual. Solo a partir de entonces se puede empezar a hacer pruebas de campo extensas, siguiendo el proceso regulatorio de los cultivos modificados geneticamente.
En un principio es probable que el enfoque se limite a unas pocas plantas que a los investigadores se les de especialmente bien modificar geneticamente, como las patatas, los tomates, las berenjenas y los pimientos. Sin embargo, segun Price, existen soluciones geneticas que podrian hacerlo posible rapidamente en una amplia gama de cultivos.
FUENTE: technologyreview.es