Un grupo de Taiwán ha diseñado una nueva forma para que las plantas absorban y usen dióxido de carbono, para reajustar la lucha contra el cambio climático potencialmente.
Incorporando un ciclo bioquímico adicional en una planta modelo, los investigadores alentaron el crecimiento, sin aumentar la demanda de rendimiento de semillas y producción de grasas.
Las plantas generalmente se basan en el ciclo de Calvin-Benson-Bassham para resolver dióxido de carbono en compuestos orgánicos. La clave de este ciclo, Rubisco, no es muy efectiva. Este límite puede hacer una caja que las plantas de carbono pueden bloquear.
Para superar esto, los investigadores de Taiwán presentaron un nuevo camino hacia el ciclo de Malil-CoA-Glicerate o MCG.
A diferencia del ciclo de Calvin, se necesitan dos moléculas de carbono directamente disponibles en la producción de lípidos. También toma carbono en dos pasos, capturando más carbono por ciclo.
Los enlaces cluciales de ciclo MCG al ciclo de Calvin, lo que permite que dos sistemas equilibren el exceso de moléculas. El diseño utiliza ocho reacciones, impulsadas por enzimas en la naturaleza, aunque no son la misma especie.
Pruebas en una planta modelo
El grupo agregó genes de ciclo MCG a Arabipsis thaliana, pequeñas hierbas utilizadas en la investigación de plantas.
Los resultados fueron sorprendentes. Las plantas cambiadas fueron dos o tres veces más pesadas que los controles. Más hojas, hojas y semillas más grandes se produjeron más.
«Las plantas con ciclo MCG tenían lípidos, rendimiento de semillas y biomasa general», dijo Madeleine Seek en un resumen del trabajo.
El rastreo radiactivo confirmó el carbono capturado a las moléculas esperadas.
La imagen también mostraba celdas llenas de bolsillos empaquetados. En algunos casos, el nivel de triglicéridos aumentó de acuerdo con 100 o más factores.
Estas ganancias aparecieron en diferentes condiciones. Las plantas capturaron más carbono sin dibujar más agua, un factor importante para las aplicaciones del mundo real.
Obstáculos antes del uso del mundo real
A pesar de la promesa, los investigadores se oponen a las primeras consecuencias. Arabidopsis es una hierba de laboratorio, no cultivo o árbol. Las plantas grandes pueden responder de manera diferente en el exceso de construcción de lípidos.
Los ricos nutrientes en los laboratorios no reflejan los desafíos de los términos del área.
Otra pregunta es cuánto carbono adicional es segundos. Si la tierra se oxida después de la planta, una gran parte del beneficio ha desaparecido.
Sin embargo, producir biocombustibles puede convertirse en una herramienta de energía renovable porque las grasas pueden convertirse en combustible.
Por ahora, el estudio proporciona evidencia del concepto. «Este trabajo proporciona evidencia del concepto de consolidación de carbono y el crecimiento de la siembra sin tener que cambiar directamente el rendimiento de Rubisco», dijo Seeble.
La capacidad de reducir el metabolismo de las plantas marca un hito. Los científicos han cambiado un ciclo durante miles de años, y en lugar de romperse, las plantas crecieron.
El estudio se publica en la revista Ciencia.
(Tagstotransilate) Arabidopsis thaliana
