Científicos del Instituto Weizmann han demostrado cómo se produce el proceso de fotosíntesis tanto en la luz como en la oscuridad. El trabajo puede ayudar a cultivar plantas bajo luz artificial de baja intensidad.
Sin la fotosíntesis, la vida en la Tierra tal como la conocemos sería imposible. Este proceso no sólo es responsable de producir la mayor parte del oxígeno de la atmósfera terrestre, sino que también nos proporciona alimento y absorbe carbono de la atmósfera. Por lo tanto, comprender la fotosíntesis en todas sus complejidades es esencial para resolver los problemas que enfrenta nuestro planeta.
La investigación llevada a cabo en el laboratorio del profesor Ziv Reich en el Instituto de Ciencias Weizmann tiene como objetivo descubrir los misterios de la fotosíntesis. Una comprensión profunda del proceso de la fotosíntesis permitirá eventualmente imitar los procesos fotosintéticos naturales utilizando métodos artificiales.
En el proceso de fotosíntesis, el uso de energía luminosa se produce debido al flujo de electrones de una proteína a otra dentro de un orgánulo especial: el cloroplasto. Este orgánulo contiene un complejo sistema de membranas, algunas de las cuales están muy apretadas entre sí, mientras que otras están organizadas en complejos más laxos.
En un artículo publicado en la revista Nature Plants, un equipo de investigación dirigido por el Dr. Reinat Nevo del laboratorio de Reich mostró cómo las membranas cambian su organización espacial al pasar de la oscuridad a la luz. Esto permite que las proteínas se acerquen entre sí y reduzcan la distancia que deben recorrer los electrones. Pero las proteínas no siempre están muy juntas. En la oscuridad, las membranas se alejan unas de otras. Esta eliminación probablemente protege las proteínas aislándolas cuando hay poca luz y la actividad fotosintética es baja.
El equipo realizó un experimento con dos grupos de plantas genéticamente modificadas: en uno, la estructura espacial de las membranas de los cloroplastos estaba “bloqueada” en un régimen de luz activa y fotosíntesis, y en el otro, las membranas estaban organizadas en un régimen de eterna oscuridad, y nunca se acercaron el uno al otro.
Las plantas del primer grupo crecieron y el proceso de fotosíntesis fue más intenso en comparación con el segundo grupo, que parecía estar en constante oscuridad. Los científicos planean estudiar si es posible cultivar plantas genéticamente modificadas en las que la estructura espacial de las membranas se ajuste con una luz relativamente débil. Esto permitirá ahorrar energía y cultivar plantas bajo luz artificial.