Desde hace décadas los países, y muy especialmente los Estados Unidos, han avanzado en la ciencia concerniente a la mejora de los procesos para lograr mayores rendimientos de las plantas a fin de hacerlas más productivas y así combatir de una forma efectiva el hambre en el mundo. Pero ahora los EUA han ido mucho más lejos al manipular un elemento clave para las plantas como lo es la fotosíntesis.
El problema del bajo rendimiento en la fotosíntesis de las plantas
La fotosíntesis es un proceso muy conocido que realizan las plantas, el cual consiste en la conversión de la energía solar en energía química. El mismo resulta fundamental para la vida en la Tierra pues gracias al mismo se transforma el CO2 en oxígeno. En el transcurso de este mecanismo actúa una enzima catalítica que se llama rubisco, que tiene una función que es medular para los compuestos orgánicos.
En función se toma el CO2 y se introduce dentro de estos elementos para fabricar glucosa que alimentará a la planta. Pero el caso es que esta enzima, considerada la más abundante en la naturaleza, es más lenta e ineficiente de los que se cree, ya que solo es capaz de catalizar un máximo de 10 reacciones cada segundo y tiende a usar oxígeno en lugar de CO2, lo que significa un desperdicio de energía.
¿Estados Unidos hace el papel de Dios al manipular las plantas?
Un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos ha logrado con una orientación evolutiva hacia las células vegetales, establecer una serie de mutaciones controladas para elevar la eficiencia de la fotosíntesis. Con la manipulación de este proceso de las plantas a través de su enzima rubisco, mejora el rendimiento en un 25 %.
Si bien con esta manipulación se aparenta que los Estados Unidos pretenden ser Dios, solo está rediseñando la enzima para que tenga un mejor desempeño en los entornos que sean copiosos en oxígeno (incluso podría ayudar en la producción de combustible proveniente de las plantas). Con el fin de alcanzar el objetivo, el grupo de investigadores utilizó una técnica creada en su propio laboratorio bautizada como MutaT7.
La misma permite la selección de variantes mutadas de forma directa de células vivas, lo que amplía las posibilidades genéticas. Posteriormente se hicieron pruebas utilizando las bacterias de la especie E. coli donde los investigadores dejaron los microbios en un ambiente que mantenía un nivel de oxígeno similar al del campo abierto. Con este entorno se logró crear una gran presión para que se adaptaran al oxígeno.
Después se incluyó el componente rubisco y, luego de seis rondas de llevar a cabo el proceso de fotosíntesis, se observó que las mutaciones tenían lugar en el punto adecuado donde ocurre la reacción química, en el espacio activo perteneciente a la enzima. De tal forma que esta última es mucho más sensible al CO2 que al oxígeno, al disminuir su preferencia por este último, la eficiencia es mucho más alta.
Las futuras aplicaciones del mayor rendimiento del rubisco
La aplicación de este descubrimiento consiste en que el mismo evitaría la actual pérdida que tienen las plantas de hasta un 30 % de la fotosíntesis por la interacción del rubisco con el oxígeno. Al redirigir este porcentaje de la enzima hacia el dióxido de carbono, esto implicaría un incremento en la productividad utilizando menores recursos de energía solar, lo que significaría cosechas más abundantes.
Concluyendo, esta manipulación de la fotosíntesis que han hecho los Estados Unidos con las plantas, lejos de que juega a ser Dios, corrige uno de los defectos que hace que el proceso tenga un 30 % de desperdicio de la energía (lo que también ayudaría a eliminar el uso de los perjudiciales pesticidas). Esto se traduciría en mayores cosechas con las que se evitarían las grandes hambrunas.
