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Un grupo de investigadores descubre una enzima que podría mejorar el rendimiento de los cultivos y la absorción del dióxido de carbono atmosférico

Los expertos destacan la importancia de comprender los mecanismos biológicos para maximizar el potencial de las cianobacterias en la mitigación del cambio climático.

Un avance científico podría transformar la agricultura y la lucha contra el cambio climático. Investigadores de la ANU (Australian National University) y la Universidad de Newcastle han descubierto una enzima, la anhidrasa carbónica carboxisomal (CsoSCA), que podría revolucionar la producción de alimentos y la absorción de CO2 atmosférico.

Este hallazgo, publicado en Science Advances, revela una función previamente desconocida de la CsoSCA, presente en cianobacterias o algas verdiazules. 

Estos microorganismos, a menudo asociados con proliferaciones tóxicas en cuerpos de agua, juegan un papel vital en la fijación de carbono, capturando aproximadamente el 12% del CO2 mundial anualmente.

Los expertos describen a las cianobacterias como “pequeños superhéroes del carbón” debido a su eficiencia en la captura de carbono. 

A través de su mecanismo de concentración de dióxido de carbono (CCM), estas bacterias pueden fijar carbono de la atmósfera y convertirlo en azúcares a un ritmo mucho más rápido que las plantas y cultivos estándar.

La enzima CsoSCA, encontrada en los carboxisomas de las cianobacterias junto con otra enzima llamada Rubisco, desempeña un papel crucial en este proceso. 

La investigación revela que la CsoSCA es activada por una molécula llamada RuBP, actuando como un interruptor para regular la velocidad de conversión del CO2 en azúcares.

Este descubrimiento podría llevar al diseño de cultivos más eficientes en la absorción y utilización del dióxido de carbono, lo que aumentaría significativamente el rendimiento de los cultivos y reduciría la dependencia de fertilizantes y sistemas de riego. 

Además, contribuiría a hacer que los sistemas alimentarios sean más resilientes al cambio climático.

El autor principal del estudio, el Dr. Ben Long de la Universidad de Newcastle, dio más detalles sobre el tema: 

«Hasta ahora, los científicos no estaban seguros de cómo se controla la enzima CsoSCA. Nuestro estudio se centró en desentrañar este misterio, particularmente en un grupo importante de cianobacterias que se encuentran en todo el mundo. Lo que encontramos fue completamente inesperado», dijo.

La enzima CsoSCA es esencial en la fotosíntesis de las cianobacterias, actuando como un componente clave en el proceso de captura de carbono. Long comparó este proceso con la preparación de un sándwich, donde el dióxido de carbono es el relleno y la RuBP, la molécula activadora, proporciona el «pan». 

Esta analogía ilustra cómo la velocidad de suministro de RuBP afecta la eficiencia del proceso de conversión del CO2 en azúcares.

La investigación también destaca la importancia de comprender mejor los mecanismos biológicos subyacentes a la fotosíntesis de las cianobacterias para maximizar su potencial en la lucha contra el cambio climático. 

El Dr. Long indicó que la rapidez con la que la enzima CsoSCA suministra dióxido de carbono a Rubisco depende de la cantidad de RuBP presente.

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.

Los científicos anticipan que estos hallazgos podrían allanar el camino para el desarrollo de nuevas estrategias agrícolas y biotecnológicas para aumentar la eficiencia de la captura de carbono.

Esto podría tener un impacto significativo en la mitigación del cambio climático y en la seguridad alimentaria global.

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