Ingeniería de nitrogenasa para plantas y hongos - ¿Qué se ha conseguido y qué queda por hacer?

Actualmente, más del 80% del nitrógeno presente en el cuerpo humano proviene de fertilizantes nitrogenados industriales usados en agricultura. Estos son producidos, principalmente, mediante el proceso de Haber-Bosch, en el cual H₂ y N₂ reaccionan en un proceso catalizado a alta temperatura y presión para generar amoniaco (NH₃), una molécula de N asimilable por seres vivos. La conversión biológica de N₂ en NH₃, llamada fijación de nitrógeno, también existe de manera natural en un grupo de bacterias que, en algunos casos, se encuentran asociadas a plantas de la familia de las leguminosas. Sin embargo, las plantas, hongos o animales no pueden fijar nitrógeno por sí mismos.

El objetivo de crear o mejorar la capacidad de fijar nitrógeno en plantas y organismos asociados a ellas, con el fin de reducir costes y efectos negativos sobre el medio natural derivados del uso extensivo de fertilizantes, ha inspirado a biotecnólogos de plantas durante décadas. .Aunque se haya considerado una tarea casi imposible, la realidad es que avances recientes en el campo de la biología sintética y en la genética de la fijación de nitrógeno nos han acercado a esta visión. En esta revisión se discuten estrategias y avances hacia la ingeniería de una nitrogenasa expresada por las propias plantas.

Imagen: Fijación de nitrógeno en plantas: mediante transferencia de la maquinaria genética bacteriana a plantas, estas serían capaces de fijar nitrógeno por sí mismas, reduciendo así la necesidad de uso de fertilizantes nitrogenados industriales.

Publicación Original:

Burén, S; Rubio, LM. 2017. "State of the art in eukaryotic nitrogenase engineering". FEMS Microbiology Letters. DOI: 10.1093/femsle/fnx274".