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Las cianobacterias que crecen en entornos con abundante luz roja en el límite
humano de visibilidad cromática por estar en la frontera con la banda infrarroja
utilizan un proceso previamente desconocido de recolección de energía. El
descubrimiento marca el punto de partida de futuras investigaciones adicionales
dirigidas hacia la mejora del crecimiento vegetal y de la captura de energía del
Sol, y también ayudará a conocer mejor las causas de las proliferaciones masivas
de cianobacterias en lagos.
Microcolonias de células cianobacterianas de la cepa JSC-1 de Leptolyngbya. La imagen muestra que las células crecen hacia la luz cuando se les proporciona esta solamente desde arriba. (Foto: Igor I. Brown, NASA JSC)
El equipo de Donald Bryant, profesor de biotecnología en la Universidad
Estatal de Pensilvania, ha mostrado que algunas cianobacterias, popularmente
conocidas también como algas verdiazules, pueden crecer en un ambiente dominado
por la citada luz roja en la frontera con la banda infrarroja (luz del rojo
lejano). La mayor parte de las cianobacterias no pueden “ver” esta luz en
absoluto. Pero Bryant y sus colegas han encontrado un nuevo subgrupo de
cianobacterias que pueden absorber y utilizar la luz del rojo lejano, y han
descubierto alguna de las sorprendentes formas que tienen de manipular sus genes
para conseguir crecer usando solo estas longitudes de onda.
Los científicos descubrieron que una cepa de cianobacterias, concretamente la
Leptolyngbya JSC-1, cambia completamente su sistema fotosintético para poder
usar la luz del rojo lejano, que incluye longitudes de onda algo más largas que
700 nanómetros (hasta unos 800 nanómetros), un poco más largas que lo que la
mayor parte de las personas podemos ver. Los experimentos del equipo de Bryant
revelaron que estas cianobacterias reemplazan diecisiete proteínas en tres
complejos principales que utilizan luz, generando también dos nuevos pigmentos
de clorofila que pueden capturar la luz del rojo lejano. Las células usan
asimismo pigmentos adicionales de modos nuevos. Los científicos descubrieron
además que los organismos consiguen esta proeza biológica muy rápidamente,
activando un gran número de genes para modificar el metabolismo celular y
apagando simultáneamente otra gran cantidad de genes distintos.
Dado que los genes que se activan son aquellos que determinan qué proteínas
producirá el organismo, esta remodelación masiva del perfil genético disponible
tiene un efecto drástico, cuyo resultado final es una célula muy diferenciada
que es entonces capaz de crecer en un ambiente rico en luz del rojo lejano. Lo
más llamativo es que el organismo es mejor que otras cepas de cianobacterias a
la hora de producir oxígeno cuando la iluminación es la citada.
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