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Células fotosintéticas artificiales para la fijación del CO2

  • La fijación de carbono fotosintético es un proceso biológico fundamental que utiliza la energía de la luz para convertir el carbono inorgánico en los compuestos orgánicos necesarios para mantener la gran mayoría de la vida en la Tierra.

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Combinando microfluidos y membranas fotosintéticas naturales de las plantas de espinacas, los investigadores han desarrollado "cloroplastos sintéticos" que son capaces de imitar procesos fotosintéticos complejos y similares a los de la vida real, informan en un nuevo estudio que publica la revista 'Science'.

"Los autores presentan un gran avance en biología sintética y un hito crucial hacia la construcción de una célula sintética autosostenible", escriben Nathaniel Gaut y Katarzyna Adamala, de la Universidad de Minesota, en un artículo de Perspectiva relacionado.

Células fotosintéticas artificiales para la fijación del CO2

Por lo tanto, La capacidad de proporcionar el suministro casi ilimitado de luz para ofrecer energía anabólica a células vivas artificiales mediante procesos similares a la fotosíntesis es un objetivo muy perseguido en el esfuerzo por desarrollar organismos completamente sintéticos.

En la naturaleza, la fotosíntesis tiene lugar en orgánulos especializados llamados cloroplastos, donde las membranas tilacoides confirman la energía de la luz en trifosfato de adenosina (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH), que se enviará directamente a las moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono inorgánico.

Sin embargo, la capacidad de diseñar mecanismos de fijación de carbono sintético que imiten procesos fotosintéticos naturales complejos en sistemas artificiales sigue mostrándose esquiva. En esta ocasión, Tarryn Miller y sus colegas del Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre, en Alemania, integran partes biológicas naturales y sintéticas para construir gotas microfluídicas que imitan el cloroplasto y que poseen las características esenciales de la fotosíntesis.

Su enfoque utiliza microfluidos y membranas tilacoides naturales de la espinaca para desencadenar tareas biosintéticas complejas impulsadas por la luz en gotas sintéticas del tamaño de una célula, incluida la fijación de carbono.

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Según los autores, las microgotas de "cloroplasto sintético" pueden programarse para lograr procesos fotosintéticos mejorados o nuevos para la naturaleza, con aplicaciones que abarcan desde la síntesis de pequeñas moléculas o fármacos hasta sistemas biológicos artificiales para la muestra de carbono ambiental.

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