Una enzima microscópica podría ser la clave para ayudar a que los fertilizantes nitrogenados se adhieran mejor al suelo y evitar la escorrentía que causa la proliferación de algas nocivas, según un nuevo artículo de revisión publicado por un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Michigan.
por la Universidad Estatal de Michigan
Dirigido por Eric Hegg, decano de la Facultad de Ciencias Naturales, el artículo recopila años de investigación sobre una enzima conocida como NrfA, que desempeña un papel clave en la retención de nitrógeno en el suelo. Krystina Hird, candidata a doctorado de la MSU y primera autora del artículo, afirmó que estudiar la NrfA podría ayudar a los agricultores no solo a evitar la contaminación de las vías fluviales cercanas, sino también a ahorrar dinero al reducir su necesidad de fertilizantes. Los hallazgos se publican en la revista Applied and Environmental Microbiology .
«Se pierde una cantidad significativa de fertilizante nitrogenado porque se convierte en una forma que se lixivia fácilmente», dijo Hird. «Si logramos retener más nitrógeno en el suelo, esto podría tener importantes consecuencias positivas para la agricultura».
El nitrógeno es un elemento esencial para todos los seres vivos, desde los humanos hasta las bacterias más pequeñas. Se añade comúnmente a los campos agrícolas en diversas formas para aumentar el rendimiento de los cultivos. El problema radica en que tanto el suelo como los nitritos tienen carga negativa. Así como los imanes con la misma carga se repelen, los nitritos son fácilmente arrastrados de los campos agrícolas durante las lluvias intensas. Cuando un exceso de nitrógeno llega a lagos y ríos, puede producirse una proliferación de algas nocivas que contaminan las vías fluviales para humanos y animales.
Una de las mejores formas de nitrógeno para la agricultura es el amonio . Gracias a su carga positiva, se adhiere al suelo y las plantas lo absorben con mayor facilidad. Sin embargo, muchos microbios del suelo convierten el amonio en nitrito.
Ahí es donde entra en juego NrfA. No solo ayuda a las bacterias a convertir el nitrito en amonio, sino que lo hace a la vez que mueve y almacena electrones con una eficiencia increíble. Otras enzimas pueden ayudar a producir amonio, pero no con la misma rapidez ni eficiencia que NrfA.
Si bien muchos investigadores han contribuido a este campo, los hallazgos no se encuentran centralizados. El equipo de Hegg revisó exhaustivamente la investigación primaria, la recopiló en un artículo de revisión y sintetizó los hallazgos para extraer conclusiones más amplias.
«Me entusiasma ayudar a futuros estudiantes que estuvieron en mi situación, que se inician en este campo y tratan de comprender este gran proyecto que se comprometen a emprender durante los próximos cinco o seis años», dijo Hird. «Decidimos recopilar toda esta información y presentarla en un solo lugar como un trabajo introductorio para esos estudiantes de posgrado».
Los agricultores podrían usar las conclusiones del estudio para elegir los mejores fertilizantes nitrogenados para sus campos. También se podría investigar más para determinar cómo colocar estratégicamente bacterias con NrfA en los bordes de los campos, donde el agua tiene mayor probabilidad de escurrir ladera abajo, afirmó Hird. Una alternativa intermedia podría ser fomentar el crecimiento de más microorganismos del suelo capaces de producir amonio al equilibrar la proporción de carbono y nitrógeno en el suelo.
A continuación, el equipo de Hegg planea profundizar en el mecanismo de conversión del nitrato en amonio. Quieren rastrear cómo se mueven los electrones a través de NrfA y cómo produce amonio de forma constante, incluso al partir de diferentes compuestos de nitrógeno.
«Estamos intentando ser muy específicos y meticulosos», dijo Hird. «La reacción es muy rápida, y ralentizarla puede volverla inestable. Será como realizar una cirugía delicada».
Más información: Krystina Hird et al., De los genes a la función: regulación, maduración y evolución de la citocromo c nitrito reductasa en la reducción de nitrato a amonio, Microbiología Aplicada y Ambiental (2025). DOI: 10.1128/aem.00292-25
