La agricultura intensiva se apoya, entre otros, en el uso de fertilizantes nitrogenados para mantener una alta productividad de los cultivos. A pesar de que el nitrógeno sea el elemento más abundante en la atmósfera, las plantas no son capaces de tomarlo y usarlo para crecer. Sin embargo, en la naturaleza algunas bacterias sí que tienen esta capacidad de coger el nitrógeno del aire y emplearlo para nutrirse gracias a una enzima llamada nitrogenasa. Si consiguiéramos que las plantas pudieran producir esta enzima de forma funcional, podríamos obtener cultivos que no dependan tanto de los fertilizantes nitrogenados, cuyo sobreuso está asociado a problemas medioambientales como los episodios de contaminación que se han dado en el Mar Menor (Murcia, España).

La proteína NifB de las bacterias fijadoras de nitrógeno es la encargada de fabricar un cofactor, en este caso un compuesto metálico, que es imprescindible para la función de la nitrogenasa. Por tanto, obtener una proteína NifB funcional en plantas es crítica y fundamental para tener cultivos más independientes de los fertilizantes.

En el trabajo desarrollado por el grupo de Bioquímica de la fijación de nitrógeno del CBGP, se han usado plantas de tabaco, un organismo modelo en biotecnología vegetal para producir unas 30 proteínas NifB de diferentes microorganismos para seleccionar los candidatos que presentaban un mejor comportamiento, es decir, estables y solubles en las células vegetales. Una vez realizada esta selección, se ha estudiado la actividad para formar este cofactor metálico de las NifB elegidas una vez aisladas de las plantas, demostrándose funcionales. Estos resultados permiten conseguir una nitrogenasa funcional en plantas, reduciendo los aportes de fertilizantes con los consiguientes beneficios económicos y ambientales.

Publicación Original:

Payá-Tormo, L., Coroian, D., Martín-Muñoz, S., Badalyan, A., Green, R.T., Veldhuizen, M., Jiang, X., López-Torrejón, G., Balk, J., Seefeldt, L.C., Burén, S., Rubio, L.M. 2022. A colorimetric method to measure in vitro nitrogenase functionality for engineering nitrogen fixation. 12, 10367. DOI: 10.1038/s41598-022-14453-x

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