Zonaagro Zonaagro
Chania

Una mutación en plantas podría facilitar la producción de biocombustibles y plásticos

https://www.ornl.gov/news/critical-plant-gene-takes-unexpected-detour-could-boost-biofuel-yields2018-06-23

Si se aplica, el descubrimiento del equipo del ORNL podría exprimir más potencial de los álamos como recurso renovable para la producción de biocombustibles y bioproductos. Crédito: Genevieve Martin / Oak Ridge National Laboratory, Departamento de Energía de EE. UU.

Durante décadas, los biólogos han creído que una enzima clave en las plantas tenía una función: producir aminoácidos, que son vitales para la supervivencia de las plantas y también esenciales para las dietas humanas.

Pero para Wellington Muchero, Meng Xie y sus colegas, esta enzima hace más de lo que se anuncia. Habían realizado una serie de experimentos con plántulas de álamo que revelaron consistentemente mutaciones en una estructura de la enzima (importante para la vida) que no se conocía previamente. Su descubrimiento podría alterar el curso de los estudios funcionales genéticos en las plantas y, si se aplica, podría exprimir más potencial de los álamos como un recurso renovable para la fabricación de biocombustibles y bioproductos.


El equipo publicó sus hallazgos en la revista The Plant Cell.


“Al principio, pensamos que era un error, porque la enzima no necesita unir el ADN para realizar su función conocida”, dijo Muchero, un biólogo del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de Estados Unidos. “Repetimos el experimento varias veces y seguimos viendo evidencia en los datos de que el mismo gen involucrado en la fabricación de aminoácidos también regula la función de los genes involucrados en la producción de lignina”.


“Esta regulación está sucediendo a un nivel más alto en el sistema biológico general de la planta”, agregó.


Descubrieron que las plantas de álamo con ciertas mutaciones creaban niveles inesperadamente bajos de lignina en diferentes entornos y edades de los árboles.


La lignina llena espacios en las paredes celulares de las plantas para proporcionar robustez. Muchero y su equipo estudian la genética del álamo como parte del laboratorio del Centro de Innovación Bioenergética, o CBI, para desarrollar métodos para cultivar variedades modificadas con bajo contenido de lignina. Menos lignina facilita la descomposición de las plantas durante el proceso industrial de álamo a biocombustibles.


En función de su función conocida, la única estrategia para reducir la producción de lignina mediante el uso de esta enzima productora de aminoácidos sería ralentizar su actividad biológica.


“Ese enfoque sería letal”, dijo Muchero. “De hecho, es la receta utilizada en los herbicidas comunes”.


Mientras continuaban su investigación, los científicos notaron que la enzima productora de aminoácidos se desvió de su viaje anticipado a través de las células de la planta buscando cloroplastos, que contienen clorofila, la molécula que absorbe energía de la luz solar, dando a las plantas su color verde y capturando dióxido de carbono a través de la fotosíntesis.


En cambio, su trabajo reveló algo inesperado: la sección adicional de la enzima permitió que la enzima ingresara al núcleo, que es el centro de mando de la célula de la planta, y la “luz de la luna” como un regulador de la expresión génica que se une al ADN.


Descubrir la conexión directa abre nuevas oportunidades para ajustar cómo se produce la lignina en álamo sin afectar otros procesos biológicos que podrían matar a la planta.


“El comportamiento único de esta enzima contrasta con la sabiduría convencional en la comunidad de plantas”, dijo Muchero. “Si bien no sabemos cómo surgió esta nueva función en álamo, ahora sabemos que esta enzima exhibe el mismo comportamiento en otras especies de plantas”.


Los nuevos conocimientos ayudarán a respaldar a los socios industriales de ORNL, GreenWood Resources y Forage Genetics International, que han licenciado la tecnología del gen del álamo para aplicaciones separadas, pero cada una con el objetivo común de reproducir plantas con contenido de lignina modificado.


“Este descubrimiento ha permitido al nuevo Centro de Innovación Bioenergética diseñar plantas racionalmente con lignina aumentada o disminuida”, dijo Jerry Tuskan, director de CBI en ORNL.


“La lignina modificada en las plantas puede llevar a la valorización de la lignina y al desplazamiento del petróleo como precursor de los plásticos”, agregó. “Un día, las botellas plásticas o los juguetes de plástico podrían provenir de plantas de álamo”.


 
 


Atras Next
img
img
Zonaagro Documento sin título
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image
Placeholder image