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Prueba de que los cloroplastos pueden albergar Nitrogenasa activa

La generación de cultivos fijadores de nitrógeno es un desafío que podría conducir a una nueva revolución agrícola "verde" al reducir la necesidad de fertilizantes comerciales. Su precio prohibitivo en los países en desarrollo es responsable de los bajos rendimientos de los cultivos que conducen al hambre y la pobreza. Por otro lado, su extenso uso actual en países desarrollados tiene muchas consecuencias indeseables para el medio ambiente. La enzima responsable de la fijación biológica del nitrógeno, la Nitrogenasa, tiene una tolerancia muy baja al oxígeno y, por lo tanto, la ingeniería de su ruta biosintética en plantas ha tenido que lidiar con estrategias para aislarla de la fotosíntesis, el proceso responsable de la mayor parte de la producción de oxígeno dentro de una célula vegetal.

Investigadores de los laboratorios de Elena Caro y Luis Rubio, en el CBGP (UPM-INIA), informan sobre el uso de herramientas de biología sintética para optimizar la producción de la proteína de hierro de la Nitrogenasa (NifH) en los cloroplastos de plantas de tabaco. Es importante destacar que NifH purificada a partir de cloroplastos de tabaco fue activa cuando se purificó al final de la fase de oscuridad de su crecimiento. Estos resultados apoyan la idoneidad de los cloroplastos de las plantas fotosintéticamente activas para albergar Ntrogenasa funcional, allanando el camino para futuros estudios en la ingeniería de fijación de nitrógeno en plástidos de plantas superiores y describiendo un protocolo de optimización que también podría usarse en otros organismos y en la ingeniería de nuevas vías metabólicas de plástidos.

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Publicación Original:

Eseverri, Á., López‐Torrejón, G., Jiang, X., Burén, S., Rubio, L.M., Caro, E. 2020. Use of synthetic biology tools to optimize the production of active nitrogenase Fe protein in chloroplasts of tobacco leaf cells. Plant Biotechnology Journal. DOI: 10.1111/pbi.13347

 

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