Científicos ingenian plantas para duplicar la capacidad de absorción de carbono y producir más semillas y lípidos

15 de septiembre de 2025

informe

por Krystal Kasal, Phys.org

escritora colaboradora

editado por Gaby Clark, revisado por Robert Egan

editor científico

editor asociado

Este artículo ha sido revisado de acuerdo con el proceso editorial y las políticas de Science X. Los editores han resaltado los siguientes atributos mientras aseguran la credibilidad del contenido:

verificado por hechos

publicación revisada por pares

fuente confiable

corregido

Típicamente, las plantas dependen del ciclo de Calvin-Benson-Bassham (CBB) para convertir el dióxido de carbono en la atmósfera en materia orgánica utilizable para el crecimiento. Aunque este ciclo es la principal vía para la fijación de carbono en todas las plantas de la Tierra, es sorprendentemente ineficiente, perdiendo un tercio del carbono en el ciclo al sintetizar la molécula acetil-coenzima A (CoA) para generar lípidos, fitohormonas y metabolitos. Las plantas también pierden carbono durante la fotorespiración, lo cual limita su crecimiento. Esto se debe en gran parte a la ineficiencia de una enzima llamada RuBisCO.

En un esfuerzo por aumentar la captación de carbono y reducir la pérdida de carbono en las plantas para impulsar la producción de biomasa y lípidos, los científicos han experimentado con formas de aumentar la eficiencia de RuBisCO, sobreexpresar enzimas del ciclo CBB, introducir mecanismos de concentración de carbono y reducir las pérdidas de fotorespiración. Pero, un nuevo estudio publicado en Science, se enfoca en un enfoque novedoso: la creación de una nueva vía para la captación de carbono.

Los investigadores involucrados en el estudio introdujeron un ciclo sintético de captación de CO2 en la planta Arabidopsis thaliana. Se refieren al ciclo diseñado como el ciclo malil-CoA-glicerato (McG), que trabaja en conjunto con el ciclo CBB para crear un sistema de fijación de CO2 de doble ciclo. El nuevo ciclo aumenta la eficiencia al utilizar carbono previamente desperdiciado.

‘En el ciclo McG, se fija un carbono adicional cuando 3PG es la entrada, o no se pierde carbono cuando el glicolato es la entrada. En ambos casos, se produce acetil-CoA de manera más eficiente, lo que se espera que aumente la producción de lípidos y otros importantes metabolitos vegetales, incluyendo fitohormonas,' escriben los autores.

Para probar el ciclo McG, el equipo expresó seis enzimas heterólogas en los cloroplastos de Arabidopsis para establecer el ciclo McG. Los resultados fueron impresionantes. Las plantas con el ciclo McG establecido crecieron más grandes, hasta tres veces en peso seco, aumentaron en número de hojas y semillas, y mostraron un mayor contenido de lípidos que sus parientes silvestres. Los triglicéridos en las plantas McG fueron hasta 100 veces la cantidad normal. El contenido de lípidos fue tan alto que las plantas formaron bolsas dentro de sus células para contener las grasas adicionales.

Se encontró que el ciclo McG aumentaba la eficiencia al reducir tanto la pérdida de CO2 fotorespiratorio como la producción de acetil-CoA. En total, las tasas de asimilación de CO2 se duplicaron aproximadamente.

Aunque los resultados fueron prometedores, los impactos de tales cambios aún no están claros. Los investigadores señalan que los efectos del ciclo McG en este experimento "no necesariamente se pueden transferir a las plantas de cultivo, y la sobreexpresión de genes heterólogos puede ser silenciada en generaciones sucesivas." También es posible que la captación de carbono aumentada solo sea temporal, ya que el carbono podría ser liberado tan pronto como las plantas mueran. La estabilidad a largo plazo y el impacto ecológico de la modificación McG también son desconocidos.

No obstante, con más investigación y pruebas, los resultados aquí tienen el potencial de aumentar los rendimientos de los cultivos y la producción de aceite para alimentos y biocombustibles, además de contribuir a la captura de carbono y la mitigación del cambio climático con un crecimiento vegetal mejorado.

Escrito para ti por nuestra autora Krystal Kasal, editado por Gaby Clark, verificado por hechos y revisado por Robert Egan - este artículo es el resultado de un cuidadoso trabajo humano. Confiamos en lectores como tú para mantener viva la periodismo científico independiente. Si esta información es importante para ti, por favor considera hacer una donación (especialmente mensual). Obtendrás una cuenta sin anuncios como agradecimiento.

Más información: Kuan-Jen Lu et al, La fijación dual de CO2 mejora el crecimiento y la síntesis de lípidos en Arabidopsis thaliana, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp3528

Información de la revista: Science

© 2025 Science X Network