Estudio: Bacteria Escherichia Coli ayudaría a mejorar la fotosíntesis -

Estudio: Bacteria Escherichia Coli ayudaría a mejorar la fotosíntesis

Investigadores de la Universidad de Cornell diseñaron una enzima vegetal clave para introducirla en la bacteria Escherichia coli y crear un entorno experimental óptimo para estudiar cómo acelerar la fotosíntesis.

De acuerdo con lo informado por la Universidad de Cornell y Science Daily, los científicos se centraron en Rubisco, una enzima lenta que extrae (o fija) el carbono del dióxido de carbono para crear sacarosa. Junto con el CO2, Rubisco a veces cataliza una reacción con el oxígeno del aire y, cuando lo hace, crea un subproducto tóxico y desperdicia energía, lo que hace que la fotosíntesis sea ineficaz.

Los investigadores tomaron Rubisco de las plantas de tabaco y lo transformaron en E. coli. El tabaco sirve como planta modelo común en la investigación. "Ahora podemos hacer mutaciones para tratar de mejorar la enzima y luego probarla en E. coli ", dijo Hanson.

La ventaja es que, dado que las bacterias se reproducen tan rápidamente, los científicos pueden probar una Rubisco alterada en E. coli y obtener resultados al día siguiente. "Si introduces una nueva Rubisco en una planta, tienes que esperar unos meses" para obtener resultados, expresó Hanson.

Evolución de la investigación en la bacteria y Rubisco

El trabajo inicial de otro grupo que modificó el tabaco Rubisco en E. coli condujo a una expresión muy débil de la enzima. 

En las plantas, Rubisco se compone de ocho subunidades grandes y ocho pequeñas. Un solo gen codifica cada subunidad grande, pero muchos genes codifican cada subunidad pequeña. El complejo proceso de ensamblaje de la enzima y la presencia de múltiples versiones de la enzima en las plantas ha hecho que sea muy difícil experimentar con Rubisco.

Dirigidos por Myat Lin, un investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Hanson y primer autor del artículo, los científicos pudieron desglosar el proceso y expresar un solo tipo de subunidad grande y un solo tipo de subunidad pequeña juntos en E. coli, para comprender las propiedades de la enzima. 

Al hacer esto, lograron una expresión de la enzima en E. coli que coincidía con la que se encontraba en las plantas.

También descubrieron que una subunidad de Rubisco que se encuentra en los tricomas (pequeños pelos en las hojas de las plantas) funcionaba más rápido que cualquiera de las subunidades que se encuentran en las células de las hojas.

"Ahora tenemos la capacidad de diseñar nuevas versiones de la planta Rubisco en E. coli y averiguar si las propiedades de una enzima son mejores", comentó Hanson. "Luego, podemos tomar la enzima mejorada y ponerla en una planta de cultivo".

El estudio se publicó en el artículo, "Pequeñas subunidades pueden determinar la cinética enzimática del tabaco Rubisco expresado en Escherichia coli", de la revista Nature Plants .

Lee la historia original aquí.

Revisa el estudio aquí.