Consiguen desarrollar cultivos sostenibles que fijan su propio nitrógeno
El nitrógeno es un combustible fundamental para las plantas, y no llega de forma directa del aire, sino que se obtiene mediante la aplicación constante de fertilizantes industriales.Esto conlleva un coste ambiental elevado y consecuencias que no siempre se ven.Hasta ahora, el nitrógeno supone un desgaste para los suelos, un impacto en los ecosistemas y una dependencia química que condiciona toda la cadena alimentaria. La buena noticia es que un estudio científico podría cambiar este modelo y hacerlo autosuficiente.
El nitrógeno atmosférico es el gas más abundante del aire, pero resulta inútil para la mayoría de los seres vivos. Las plantas sólo lo aprovechan cuando ciertos microorganismos lo transforman en compuestos asimilables. Ese trabajo lo realizan las nitrogenasas, enzimas muy sensibles al oxígeno que llevan a cabo la fijación biológica del nitrógeno.
Para funcionar, estas enzimas necesitan un cofactor metálico complejo, según reseña Sofía Narváez en nota para Ok Diario. Su ensamblaje exige una secuencia precisa de pasos y la intervención de varias proteínas. Una de las más importantes es NifEN, que actúa como un andamio molecular donde se completa la fase final de construcción del cofactor antes de integrarse en la nitrogenasa activa, conocida como NifDK.
Hasta ahora se sabía qué hacía NifEN, pero no cómo lo hacía. El nuevo estudio, publicado en Nature Chemical Biology, muestra cómo este proceso permite que la propia planta llegue a disponer del nitrógeno que necesita, sin depender de aportes externos. Una idea que parece sencilla, pero que encierra una complejidad biológica enorme.
El trabajo, de acuerdo a lo consignado por Ok Diario, lo ha liderado un equipo internacional del Institut de Biologie Structurale junto al CSIC, con participación del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas. Las imágenes muestran que NifEN no es una estructura rígida. La proteína se abre y se cierra, cambia de forma y guía al precursor del cofactor desde la superficie hasta una cavidad interna. Es ahí donde se completa su maduración. Este detalle corrige hipótesis anteriores que situaban el proceso en el exterior de la proteína.
Además, el equipo identificó estados intermedios del cofactor en tránsito, una prueba directa de que el ensamblaje ocurre de manera dinámica y controlada. Este comportamiento explica la separación funcional entre NifEN, centrada en construir, y NifDK, dedicada a fijar el nitrógeno.
La mayoría de los cultivos actuales dependen de fertilizantes nitrogenados producidos mediante el proceso Haber-Bosch, que consume grandes cantidades de gas natural. Si una planta logra fijar su propio nitrógeno, esa fábrica deja de ser imprescindible, lo que daría una dimensión de este hallazgo.
Esto también tiene efectos directos sobre el clima. La producción y el uso de fertilizantes liberan grandes cantidades de óxido nitroso, un gas con un poder de calentamiento muy superior al del dióxido de carbono. Reducir su uso supone un alivio inmediato para la atmósfera; al tiempo que también mejora la salud de ríos y océanos.