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Estimular la producción de una enzima lenta para el rendimiento de los cultivos


Los científicos australianos han encontrado una manera de mejorar la producción de una enzima esencial para el crecimiento de las plantas.


Universidad Nacional de Australia

El descubrimiento avanza en los esfuerzos para mejorar la seguridad alimentaria mundial, cuyo objetivo es aumentar los rendimientos de algunos de nuestros cultivos básicos más importantes, como el trigo, el algodón y el arroz.

«La enzima Rubisco ha desconcertado a los científicos durante más de 50 años, ya que es miles de veces menos eficiente en su trabajo que la mayoría de las otras enzimas», dijo el Dr. Spencer Whitney, de la Universidad Nacional de Australia (ANU), líder del equipo de investigación del Centro de Excelencia ARC para la fotosíntesis traslacional.

Gran parte de la confusión proviene de la estructura altamente compleja de Rubisco. Es una enzima con 16 piezas que requiere la asistencia de más de otras 12 proteínas para ensamblarla correctamente.

«Nos centramos en una de las proteínas asociadas de Rubisco, llamada RAF1. Al suministrar a Rubisco su asociación RAF1, encontramos que la cantidad de Rubisco producida en las hojas podría ser más del doble», dijo.

Rubisco es la proteína más abundante del planeta. También tiene una de las responsabilidades más importantes en la vida en la Tierra: la conversión del dióxido de carbono en compuestos orgánicos: los componentes básicos de todas las células de plantas y animales.

«Comprender la asociación con RAF1 tiene implicaciones importantes con respecto a los esfuerzos en curso para acelerar la lenta actividad de Rubisco, un objetivo clave para mejorar la productividad de los cultivos», dijo el Dr. Whitney.

«En un mundo con una creciente demanda de alimentos, este es un hito para aumentar la tasa de fotosíntesis en las plantas de cultivo que dependen en gran medida de Rubisco».

El estudio, realizado en colaboración con la Universidad de Wollongong y publicado en la última revista de PNAS , muestra que Rubisco y RAF1 han evolucionado juntos. Los cambios en una proteína requieren un cambio de equilibrio en la otra.

«Mejoramos la producción de un Rubisco modificado en hojas al insertar una versión complementaria modificada de RAF1», dijo el Dr. Whitney.

«La inclusión de RAF1 hizo que los niveles de Rubisco se duplicaran y, como resultado, obtuvimos tasas más rápidas de fotosíntesis y crecimiento de plantas en comparación con las plantas en las que no se introdujo RAF1.

«El hallazgo también explica por qué nuestros intentos anteriores de insertar versiones más eficientes de Rubisco de algunas algas en las hojas de las plantas han fracasado, requieren chaperones diferentes a los disponibles en las células de las hojas».

Más información: Mejora de la biogénesis de Rubisco recombinante, la fotosíntesis de la planta y el crecimiento al coexpresar su chaperona RAF1 auxiliar, PNAS , www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1420536112 

Referencia del diario: Actas de la Academia Nacional de Ciencias.  

Proporcionado por: Australian National University

Información de: phys.org


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