Descubrieron componente clave de la fotosíntesis que aumentaría rendimiento de cultivos

Los científicos han resuelto la estructura de uno de los componentes clave de la fotosíntesis. El descubrimiento permitirá "rediseñar" la fotosíntesis para lograr mayores rendimientos y satisfacer las necesidades urgentes de seguridad alimentaria.

De acuerdo a lo indicado por el medio Science Daily, el estudio, que fue realizado por la Universidad de Sheffield, reveló la estructura del citocromo b6f, el complejo proteico que influye significativamente en el crecimiento de las plantas a través de la fotosíntesis.

Utilizando un modelo estructural de alta resolución, el equipo descubrió que el complejo de proteínas proporciona la conexión eléctrica entre las dos proteínas de clorofila: Fotosistemas I y II. Dichas proteínas se encuentran en el cloroplasto de células vegetales que convierten la luz solar en energía química.

La fotosíntesis es la base de la vida en la Tierra. Proporciona los alimentos, el oxígeno y la energía que sustentan la biosfera y la civilización humana.

Estudio sobre citocromo b6f

Lorna Malone, la primera autora de la investigación y estudiante de doctorado en el Departamento de Biología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Sheffield; indicó que "nuestro estudio proporciona nuevas ideas claves sobre cómo el citocromo b6f utiliza la corriente eléctrica que pasa a través de él para encender un 'protón batería'".

“Esta energía almacenada se puede usar para hacer ATP, la moneda energética de las células vivas. En última instancia, esta reacción proporciona la energía que las plantas necesitan para convertir el dióxido de carbono en carbohidratos; y biomasa que sustentan la cadena alimentaria mundial".

El modelo estructural de alta resolución fue determinado mediante microscopía crioelectrónica de una sola partícula.

Lo anterior reveló nuevos detalles del papel adicional del citocromo b6f como sensor para ajustar la eficiencia fotosintética en respuesta a las condiciones ambientales en constante cambio.

Este mecanismo de respuesta protege a la planta del daño durante la exposición a condiciones severas como la sequía o el exceso de luz.

"El citocromo b6f es el corazón de la fotosíntesis que juega un papel crucial en la regulación de la eficiencia fotosintética", explicó el Dr. Matt Johnson, lector de Bioquímica de la Universidad de Sheffield y uno de los supervisores del estudio.

"Estudios anteriores han demostrado que al manipular los niveles de este complejo podemos cultivar plantas más grandes y mejores. Con los nuevos conocimientos que hemos obtenido de nuestra estructura podemos esperar rediseñar racionalmente la fotosíntesis en las plantas de cultivo para lograr los rendimientos más altos que necesitamos con urgencia para sostener una población global proyectada de 9-10 mil millones para 2050 ".

Metas

Como meta ahora los investigadores quieren establecer cómo el citocromo b6f está controlado por una miríada de proteínas reguladoras; y cómo estos reguladores afectan la función de este complejo.

La investigación se realizó en colaboración con el Centro Astbury de Biología Molecular Estructural de la Universidad de Leeds.