Berkley Walker desea revitalizar la fotosíntesis para un clima en constante cambio.

A pesar de que inicialmente aspiraba a ser emprendedor, Berkley Walker se desvió hacia el campo de la ciencia. Cuando era estudiante de secundaria en Portland, Oregón, estableció un negocio de barras de granola que financió sus estudios universitarios en microbiología.

Después de graduarse, Walker asumió el cargo de gerente de producto en una empresa de instrumentos en el estado de Washington. Su plan era asistir a la escuela de negocios y posteriormente adentrarse en la industria biotecnológica. Sin embargo, un curso de biofísica ambiental en la Universidad Estatal de Washington en 2009 alteró su trayectoria profesional.

El curso se centró en el uso de las matemáticas para modelar sistemas físicos en la naturaleza. Según Walker, comprender la interacción de la energía y la materia en el medio ambiente a través de modelos matemáticos despertó su interés por la ciencia de las plantas. Decidió seguir este camino con el deseo de ofrecer alguna contribución valiosa al mundo.

Walker ahora investiga en la Universidad Estatal de Michigan, con el objetivo de comprender las complejidades de la fotosíntesis con el objetivo de optimizarla.

Walker siente una profunda fascinación por las plantas y describe su capacidad de tomar luz solar y dióxido de carbono para producir alimentos, ropa, el aire que respiramos y energía, en términos "milagrosos".

Sin embargo, reconoce que la fotosíntesis no es tan eficiente como parece. Según él, una hoja sólo consigue convertir alrededor del 1 por ciento de la luz solar en energía utilizable. Esta ineficiencia se debe en parte a errores en la primera etapa de la fotosíntesis. Una enzima destinada a capturar moléculas de CO2 a menudo termina capturando oxígeno, lo que da como resultado un compuesto que inhibe la fotosíntesis y requiere un proceso de alta energía llamado fotorrespiración para su eliminación.

Walker postuló que en el Medio Oeste de Estados Unidos, la energía perdida debido a este proceso de reciclaje durante una temporada de cultivo promedio de trigo y soja podría equivaler aproximadamente a 148 billones de calorías dietéticas. Un aumento de la eficiencia podría afectar significativamente la productividad agrícola, por lo que sería necesario una comprensión más profunda de la fotorrespiración.

Para ello, Walker desarrolló un método innovador para rastrear moléculas de carbono en las hojas, como se describe en un estudio de 2022 publicado en Nature Plants. El estudio informa el uso del análisis de flujo para revelar el movimiento de moléculas dentro de la red metabólica de las plantas.

Para congelar el metabolismo de una planta, necesitaban una forma más eficaz que rociar nitrógeno líquido en la cámara del instrumento que contenía la hoja. Esto llevó a Walker a perforar un agujero en la cámara para administrar rápidamente nitrógeno líquido a la superficie de la hoja. Como señala el posdoctorado Xinyu Fu, esto es importante ya que los factores pueden cambiar en tan solo 10 segundos, lo que se necesitaría para abrir la cámara y retirar la hoja.

Su investigación encontró que alrededor del 40 por ciento del aminoácido serina que contiene carbono, producido durante la fotorrespiración, podría usarse para otra cosa, posiblemente la síntesis de proteínas, en lugar de someterse a todo el proceso de reciclaje. Por lo tanto, mejorar la fotorrespiración en respuesta al cambio climático podría conducir a un rendimiento de cultivos ricos en proteínas. Sin embargo, Walker destaca la importancia de comprender las posibles compensaciones.

Walker es reconocido por su disposición a colaborar y su carácter generoso. Su ex asesor postdoctoral, Don Ort, elogió a Walker por su pasión por la enseñanza y su entusiasmo.

Walker ve la ciencia vegetal como una comunidad que trabaja para abordar dos complicaciones principales: aumentar la productividad de los cultivos para atender a una población en crecimiento y adaptarse a un clima cambiante que presenta diversos desafíos agrícolas. Proyecta que estos problemas comenzarán a verse soluciones en las próximas décadas, ya sea en su laboratorio o en otro lugar.

"A quienquiera que se le ocurran estos, y si se demuestra que funcionan y funcionan repetidamente en muchos cultivos, entonces es un gran problema", dice. "Ese es el tipo de idea que estamos persiguiendo".

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