El descubrimiento avanza en los esfuerzos para mejorar la seguridad alimentaria global que apuntan a aumentar los rendimientos de algunos de nuestros cultivos básicos más importantes, como el trigo, el algodón y el arroz.
«La enzima Rubisco ha desconcertado a los científicos durante más de 50 años, ya que es miles de veces menos eficiente en su trabajo que la mayoría de las otras enzimas», dijo el Dr. Spencer Whitney de la Universidad Nacional de Australia (ANU), quien fue líder del equipo de investigación de la Centro de excelencia ARC para la fotosíntesis traslacional.
Gran parte de la confusión proviene de la estructura altamente compleja de Rubisco. Es una enzima con 16 piezas que requiere la ayuda de más de 12 proteínas para ensamblarla correctamente.
«Nos centramos en una de las proteínas asociadas a Rubisco, llamada RAF1. Al suministrar un Rubisco con su RAF1 asociada, descubrimos que la cantidad de Rubisco producida en las hojas podría ser más del doble», dijo.
Rubisco es la proteína más abundante en el planeta. También tiene una de las responsabilidades más importantes en la vida en la Tierra: la conversión de dióxido de carbono en compuestos orgánicos, los componentes básicos de todas las células vegetales y animales.
«Comprender la asociación con RAF1 tiene implicaciones importantes con respecto a los esfuerzos en curso para acelerar la actividad lenta de Rubisco, un objetivo clave para mejorar la productividad de los cultivos», dijo el Dr. Whitney.
«En un mundo con una demanda creciente de alimentos, este es un hito para aumentar la tasa fotosintética en las plantas de cultivo que dependen en gran medida de Rubisco».
El estudio, realizado en colaboración con la Universidad de Wollongong y publicado en la última revista de PNAS , muestra que Rubisco y RAF1 han evolucionado juntos. Los cambios en una proteína requieren un cambio de equilibrio en la otra.
«Mejoramos la producción de un Rubisco modificado en hojas insertando una versión complementaria modificada de RAF1», dijo el Dr. Whitney.
«La inclusión de RAF1 causó que los niveles de Rubisco se duplicaran y, como resultado, obtuvimos tasas más rápidas de fotosíntesis y crecimiento de las plantas en comparación con las plantas donde no se introdujo RAF1.
«El hallazgo también explica por qué nuestros intentos anteriores de insertar versiones más eficientes de Rubisco de algunas algas en las hojas de las plantas han fallado: requieren chaperonas diferentes a las disponibles en las células de las hojas».
