Nuevos datos sobre la fotosíntesis
Las plantas se utilizan cada vez más en aplicaciones industriales: desde el cultivo de masa orgánica para su utilización como biocombustible hasta la producción a gran escala de sustancias químicas beneficiosas, como complementos nutricionales y productos farmacéuticos. Detrás de todos estos procesos está la necesidad de convertir la energía solar en biomasa de forma más eficiente, lo cual es el objetivo del proyecto SE2B, financiado con fondos europeos. Este intercambio suele estar subregulado en las plantas, porque si bien suelen crecer para absorber la mayor cantidad de luz posible físicamente, la presencia de un exceso de energía puede ser perjudicial a nivel metabólico.
Un excedente de energía
Tal y como explica Claudia Büchel, coordinadora del proyecto SE2B: «Las plantas disponen de una regulación que puede activarse para deshacerse de la energía en caso de que reciban demasiada luz. Es física: absorben tanta luz como les llega, ya sea demasiada o muy poca». Para su desarrollo, las plantas organizan sus rutas metabólicas en torno a la cantidad media de luz que esperan recibir. Identificar las proteínas que controlan este margen, y entender cómo funcionan, podría permitirnos modificarlo para que la planta pueda trabajar a diferentes tasas de absorción de luz. «Si podemos superar esa limitación, podremos establecer mejores tolerancias, y lograr un crecimiento más eficiente», afirma Büchel. Por ejemplo, la mayoría de las microalgas se cultivan en grandes tanques, donde es difícil que la luz llegue de manera uniforme. Hay que agitar el fluido constantemente para que las algas circulen, lo cual es costoso. Modificar las algas para que efectúen la fotosíntesis con un rango más amplio de intensidades de luz podría reducir estos costes.
En busca de similitudes
Büchel, que trabaja desde la Universidad Goethe de Fráncfort (Alemania), dirigió un consorcio de once organizaciones, formado por grupos de investigación y empresas comerciales, para comprender mejor el proceso biológico de la fotosíntesis. El trabajo abarcó tres niveles de complejidad: desde el análisis de la estructura proteica en orgánulos recolectores de luz hasta la medición de fenotipos vegetales. El interés se centró en las similitudes y diferencias de los organismos más comúnmente empleados en la biotecnología y la agricultura, como las cianobacterias, las algas verdes, las diatomeas y plantas superiores. Otra cuestión clave era averiguar cómo mejorar la eficiencia de la transferencia de energía de las proteínas recolectoras de luz a los procesos metabólicos. Büchel añade: «Como bióloga, me resulta fascinante ver organismos que se enfrentan a los mismos problemas y desarrollan sus mecanismos de compensación de forma independiente. Siempre se descubren cosas y métodos nuevos».
Publicación de artículos
Como resultado de estos estudios, dice Büchel, «ahora conocemos algunos métodos para mejorar estas plantas, aunque es necesario probarlos». Es probable que el trabajo encuentre su aplicación en las industrias de biotecnología que utilizan algas para producir productos químicos de interés. Ya se ha comercializado «hardware» desarrollado o mejorado en el curso de esta investigación de cuatro años de duración, como instalaciones automatizadas de fenotipado vegetal y microscopios ópticos de hiperresolución, al que se sumarán más dispositivos. Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie. Büchel afirma que esta financiación ayudó «tremendamente» y señala que los investigadores que recibieron la beca pudieron ampliar sus redes profesionales y que, como resultado, muchos encontraron puestos en el mundo académico o en la industria. El grupo continúa con la publicación de los hallazgos del estudio, cuya lista completa se puede consultar en el sitio web del proyecto.
Palabras clave
SE2B, solar, energía, biomasa, fotosíntesis, Fráncfort, eficiencia, transferencia, cianobacterias, algas, diatomeas, plantas
