Científicas rosarinas descubren cambios enzimáticos para mejorar la fotosíntesis en maíz y sorgo
Investigadoras rosarinas identificaron modificaciones clave en una enzima que optimizan la fotosíntesis en cultivos como maíz y sorgo, abriendo puertas a futuras mejoras en la producción agrícola.
Las claves de la nota
- Mejora la fotosíntesis en maíz y sorgo.
- Identifican cambios clave en enzima NADP-ME.
- Ventaja adaptativa en condiciones adversas.
- Potencial para ingeniería genética agrícola.
- Investigación liderada por científicas rosarinas.
Un avance científico liderado por dos investigadoras argentinas, Clarisa Alvarez (CEFOBI, CONICET-UNR) y Verónica Maurino (Universidad de Bonn), ha desvelado los secretos detrás de la eficiencia fotosintética en cultivos de importancia global como el maíz, el sorgo y la caña de azúcar. El estudio, publicado en prestigiosas revistas científicas, se centra en la enzima málica dependiente de NADP+ (NADP-ME), identificando pequeñas pero cruciales modificaciones en su estructura que le permiten concentrar dióxido de carbono de manera más efectiva. Este mecanismo, conocido como fotosíntesis C4, otorga a estas plantas una ventaja adaptativa significativa en condiciones ambientales desafiantes como altas temperaturas, elevada radiación solar o escasez de agua, reduciendo las pérdidas asociadas a la interacción de la enzima RuBisCO con el oxígeno.
La investigación profundizó en las diferencias moleculares entre las versiones de la NADP-ME que participan en la fotosíntesis C4 y aquellas con otras funciones metabólicas. Se descubrió que cambios sutiles en aminoácidos de las regiones terminales de la enzima son suficientes para alterar su organización estructural, pasando de dímeros a tetrámneros en la variante C4. Esta transformación estabiliza arquitecturas que modifican las propiedades regulatorias y funcionales de la enzima, permitiendo su integración en el sistema de concentración de CO2. El equipo científico empleó una combinación de técnicas de vanguardia, incluyendo biología estructural, bioquímica, microscopía electrónica y simulaciones computacionales, con experimentos clave realizados en una estación sincrotrón en Alemania.
Este hallazgo tiene un potencial impacto significativo para el sector agropecuario argentino, una de las principales fortalezas económicas del país. La posibilidad de mejorar la fotosíntesis en cultivos de gran relevancia como el maíz y el sorgo podría traducirse en mayores rendimientos y una mayor resiliencia frente al cambio climático, factores críticos para la seguridad alimentaria y la balanza comercial. Si bien el estudio se centró en plantas C4, la comprensión de los principios moleculares detrás de esta adaptación podría guiar futuras estrategias de ingeniería genética para optimizar la fotosíntesis en otros cultivos de importancia económica, como el trigo o la soja (plantas C3), ampliando las fronteras de la productividad agrícola en la región y a nivel global.