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Tecnología verde para descontaminar: Cómo consiguen los chopos degradar contaminantes persistentes carcinógenos

La descontaminación de suelos utilizando plantaciones (fitorremediación) ofrece ventajas muy interesantes respecto a la tecnología convencional en cuanto a costes e impacto ambiental. Las propiedades del suelo mejoran y el proceso funciona esencialmente con energía solar. Los chopos (género Populus) están particularmente dotados para esta tarea (ver Gómez et al., Phytoremediation with trees, Advances in Botanical Research 89, 281-321, 2019).

En este proyecto nos hemos centrado en los PCBs, una de las familias más relevantes de contaminantes orgánicos persistentes. Sus moléculas combinan estabilidad química, capacidad para bioacumularse, movilidad a grandes distancias y elevada toxicidad, incluyendo efectos carcinógenos y teratógenos.

La implementación de una estrategia verde para remediar PCBs ha tropezado hasta ahora con el desconocimiento de su metabolismo en plantas --en eucariotas en general. En este artículo describimos una nueva proteína cuya expresión se induce tras exponer chopos a PCBs. Pertenece a la superfamilia de deshidrogenasas reductasas de cadena corta (SDR) y se ha denominado SDR57C. A pesar de la disparidad de sus genes, nuestros análisis sugieren una equivalencia estructural y funcional entre SDR57C y BphB, un componente central de la única ruta conocida para la degradación de bifenilo/PCBs, descrita en algunas bacterias. Hemos conseguido dilucidar la actividad bioquímica de SDR57C y proponer un mecanismo de acción basado en estudios cuánticos previos, las propiedades generales de las enzimas SDR y el anclaje del sustrato bifenílico al complejo SDR57C-NAD+. También hemos sustanciado la capacidad descontaminante in vivo de SDR57C utilizando la planta modelo
Arabidopsis thaliana. Nuestros estudios en planta han revelado la existencia de una nueva ruta para degradar compuestos bifenílicos tóxicos. A pesar de sus similitudes con la degradación bacteriana de PCBs, hemos observado enzimas y características exclusivamente vegetales. Estos resultados contribuyen a explicar las diferencias observadas en capacidad descontaminante entre especies vegetales y también proporcionan elementos para mejorar dicha capacidad.


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Publicación Original:

Contreras, Á., Merino, I., Álvarez, E., Bolonio, D., Ortiz, J.-E., Oñate-Sánchez, L., Gómez, L. 2021. A poplar short-chain dehydrogenase reductase plays a potential key role in biphenyl detoxification. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 118, e2103378118. DOI: 10.1073/pnas.2103378118

 

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