A pesar de la controversia que puede generar los avances en ingeniería genética, esta podría ayudar a detener y hasta revertir los efectos del cambio climático.
Investigadores de Estados Unidos y Alemania han creado una ruta biosintética que ayuda a fijar más eficientemente el carbono en las plantas. Esto se basa en una enzima que es casi veinte veces más rápida que la enzima dominante en la naturaleza encargada de capturar el CO 2 en el proceso de fotosíntesis en las plantas.
Vayamos por partes. En la naturaleza, el aprovechamiento del CO2 siempre se les ha atribuido a las plantas, pues son estas las que se encargan, por excelencia, de metabolizar el CO 2 del aire. Pero la verdad es que se requieren varias enzimas para convertir el CO 2 en algo realmente aprovechable.
En las plantas, estas enzimas se encuentran en los cloroplastos, que son unos orgánulos celulares que contienen una enzima RuBisCO, encargada de fijar el CO 2 en el ciclo de Calvin. Aquí utilizan la luz del sol y el agua para fijar el carbono del CO 2 y liberar azúcares.
Los investigadores han construido artificialmente una vía optimizada de fijación de carbono usando 17 enzimas distintas, incluyendo tres enzimas diseñadas y 14 extraídas de nueve diferentes organismos de los tres dominios de vida (Bacteria, Archaea y Eucarya). Los resultados in vitro arrojaron que esta vía es cinco veces más eficiente en la fijación del carbono natural que las existentes en la naturaleza. El proceso fue nombrado: ciclo CETCH (crotonil-CoA /etilmalonil-12 CoA / hidroxibutiril-CoA).
Aprovechando su experiencia en síntesis de ADN, el equipo empezó a identificar varias rutas teóricas de fijación de CO 2 que pudiesen llevar a ciclos continuos de carbono. Además, consideraron todas las reacciones químicas que fuesen bioquímicamente factibles para esto.
Siguiendo los principios de la retrosíntesis metabólica, los investigadores reconstruyeron la reacción paso por paso, examinando las partes más pequeñas del proceso. Luego, siguiendo el flujo del CO 2 durante el proceso, fueron capaces de identificar cual era el elemento retardante. Esto resultó ser Metilsuccinil-CoA deshidrogenasa (Mcd), parte de una familia de enzimas implicadas en la respiración.
Para vencer esta limitante, los investigadores rediseñaron la Mcd para que usara el oxígeno como aceptor de electrones. Aun así, tuvieron que rediseñar la vía completa, para minimizar las reacciones enzimáticas secundarias, complementándola con secuencias de reacción alternativas e introduciendo enzimas de revisión para corregir la formación de metabolitos sin salida.
Investigaciones como esta o los esfuerzos por transformar el carbono excedente en nanotubos de carbono podrían llevarnos a un futuro donde podamos aprovechar el CO 2 excedente del ciclo del carbono incluso antes de que este llegue a la atmósfera.
Siendo que la tecnología que nos hace la vida más fácil es la misma que está calentando nuestro planeta, es justo que busquemos la manera de compensar todo ese CO 2 que estamos arrojando a la atmósfera. Y si lo podemos aprovechar para biocombustible o tecnología, es aún mejor.
Fuente: Science
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