Noticias | Ingenierías | Ingeniería Agronómica

Para aumentar la productividad de cultivos de maíz en dos o tres años, periodo breve si se compara con ciclos agrícolas que tardan 20 años en duplicar el rendimiento de los plantíos, una investigadora de la UNAM ha recurrido a las propias herramientas bioquímicas de la planta.

En su laboratorio de la Facultad de Química (FQ), la profesora emérita Estela Sánchez Quintanar descubrió que al sobre-expresar la rubisco activasa, presente en las hojas de la planta, se logra un mayor crecimiento y un aumento en la producción del grano.

Sobre-expresar una proteína significa inducir su producción en mayor cantidad, e incrementar su función en el organismo. Basada en ello, la universitaria se planteó el reto de ayudar a incrementar el rendimiento del maíz, buscando sus “fuerzas internas”, sin recurrir a genes de otras especies vegetales.

“La idea fundamental fue encontrar cuáles son las proteínas que participan directamente en su productividad, y entre ellas, ubicar cuál es la que limita el proceso de la producción”, relató.

Desde hace 12 años, Sánchez Quintanar inició un trabajo conjunto con investigadores del Colegio de Postgraduados de Chapingo, quienes han laborado más de dos décadas para aumentar los rendimientos de ese cereal en el campo.

“Mediante un método agrícola, ellos seleccionaron anualmente las mejores plantas de un lote, las que tuvieron mayor productividad. En 23 años han logrado duplicar el número de toneladas de maíz por hectárea y el peso por mazorca de cada planta. Pero es un proceso muy largo, que nosotros pretendemos reducir en el laboratorio”, dijo.

Proteína abundante y su "chaperona"

Para responder a la pregunta de cuáles son las proteínas que participan directamente en el rendimiento del maíz, la científica inició un detallado trabajo molecular y genético.

Con sus colaboradores, encontró que las plantas productivas captan más bióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. “Con eso hacen almidón, que otorga energía para crecer y producir más. A mayor consumo de CO2, tienen más acelerado ese proceso”, señaló.

Indagando qué proteína limita ese trabajo, Sánchez Quintanar encontró que la enzima rubisco, presente en todas las plantas y fundamental para realizar la fotosíntesis, es muy abundante en la naturaleza, pero ineficiente. “La buscamos y encontramos que está de sobra, y en la misma cantidad, en las plantas de baja y alta productividad”.

Sin embargo, entre un grupo de proteínas llamadas “chaperonas moleculares”, por su función de quitar a otra proteína todo lo que le estorba o le interfiere para hacer un trabajo eficiente, ubicó a la enzima rubisco activasa, que trabaja como chaperona de la rubisco.

“La rubisco activasa le quita a la enzima rubisco metabolitos que la inhiben. Sin ellos, ésta última puede tomar la forma adecuada que requiere para la fotosíntesis. Rubisco hace la fotosíntesis, pero es proclive a crear enlaces con otras sustancias que reprimen su actividad, y la intervención de la rubisco activasa logra que ese proceso sea más eficiente”, explicó.

En su investigación, Sánchez Quintanar encontró que la rubisco activasa se duplica en las plantas que han doblado su productividad, pues es la que hace funcionar a la rubisco en condiciones óptimas. “En el maíz existen dos genes de rubisco activasa, sujetos a señales que indican cómo está regulada la expresión de la misma, y estos genes son los que queremos sobre-expresar”, resumió.

Noticia completa en ProyectoCinco (México)