INVESTIGAN EN EL CIFN NUEVOS BIOFERTILIZANTES

Resumen

CIENTÍFICOS UNIVERSITARIOS TRABAJAN PARA MEJORAR EL PROCESO DE LA FIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO MEDIANTE EL CONOCIMIENTO DE LOS GENES QUE PARTICIPAN EN EL MISMO. LA META ES DISMINUIR EL USO DE FERTILIZANTES QUÍMICOS, QUE EMPOBRECEN LOS SUELOS, ASÍ COMO BENEFICIAR LA AGRICULTURA EN GENERAL CON M S Y MEJORES COSECHAS. MARÍA DE LOURDES GIRARD CUESY, DEL CENTRO DE INVESTIGACIÓN SOBRE FIJACIÓN DE NITRÓGENO (CIFN), CON SEDE EN CUERNAVACA, DIJO QUE CONOCER CU LES SON LOS GENES (DE LA PLANTA Y DE LA BACTERIA) QUE SE EXPRESAN DURANTE DICHO PROCESO BIOLÓGICO PERMITIR  OBTENER EL CONOCIMIENTO QUE SIRVA DE BASE PARA DESARROLLAR NUEVOS BIOFERTILIZANTES. EXPLICÓ QUE EL NITRÓGENO (N2) ES EL PRINCIPAL COMPONENTE DE LA ATMÓSFERA Y PARTE ESENCIAL DE MUCHOS COMPUESTOS QUÍMICOS, COMO PROTEÍNAS Y  CIDOS NUCLEICOS, LOS CUALES SON LA BASE DE LA VIDA. SIN EMBARGO ESTE ELEMENTO NO PUEDE SER USADO DIRECTAMENTE POR LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS PARA SU CRECIMIENTO Y REPRODUCCIÓN. ANTES DE SU INCORPORACIÓN A LOS SISTEMAS VIVOS, ES COMBINADO CON EL HIDRÓGENO. ESTE PROCESO DE REDUCCIÓN DEL N2 ES CONOCIDO COMÚNMENTE COMO FIJACIÓN DE NITRÓGENO QUE PUEDE EFECTUARSE QUÍMICA O BIOLÓGICAMENTE. LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS CAPACES DE FIJAR NITRÓGENO PERTENECEN A UN GRUPO SELECTO DE MICROORGANISMOS CONOCIDO COMO ALFA PROTEOBACTERIAS. LUEGO DE EXPLICAR EL PROCESO DE FIJACIÓN DE NITRÓGENO, RECORDÓ QUE LAS BACTERIAS FIJADORAS DE ESTE ELEMENTO SE DIVIDEN EN DOS GRUPOS: LAS QUE PUEDEN HACERLO EN CONDICIONES DE VIDA LIBRE, Y LAS QUE SÓLO LO HACEN FORMANDO UNA SIMBIOSIS CON UNA PLANTA. ES EL CASO DE LAS BACTERIAS DE LA FAMILIA RHIZOBEACEAE, QUE LO HACEN CON LAS RAÍCES DE LAS LEGUMINOSAS, COMO LA SOYA O LA ALFALFA Y LA RHIZOBIUM ETLI, QUE SE ASOCIA CON EL FRIJOL. LOS MICROORGANISMOS SE BENEFICIAN DE LA PLANTA QUE LES BRINDA UN AMBIENTE ESTABLE Y COMPUESTOS RICOS EN CARBONO. A CAMBIO, LA BACTERIA DA A LA PLANTA COMPUESTOS NITROGENADOS (PRODUCTO DE LA FIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO). LA EXPERTA Y SU EQUIPO DE COLABORACIÓN TRATAN DE DILUCIDAR QUÉ GENES DE LA BACTERIA PARTICIPAN Y CU NDO SE EXPRESAN. AL RESPECTO SEÑALÓ QUE LOS GENES SON SECUENCIAS DE  CIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN) QUE CODIFICAN PARA PROTEÍNAS LA MAYOR PARTE DE LAS OCASIONES; ÉSTAS FORMAN PARTE DE LA ESTRUCTURA DE LA CÉLULA, TIENEN FUNCIONES ENZIM TICAS, O BIEN, SON REGULADORAS DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS. EL PASO DEL ADN A PROTEÍNA REQUIERE DE UN INTERMEDIARIO, ES DECIR, DE LA SÍNTESIS DE LA MOLÉCULA DE  CIDO RIBONUCLEICO (ARN) POR MEDIO DEL PROCESO LLAMADO TRANSCRIPCIÓN. STE ES EL PUNTO M S IMPORTANTE DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN DE LA MAYORÍA DE LOS GENES. LA BACTERIA DEBE SABER EN QUÉ MOMENTO EST N DADAS LAS CONDICIONES DEL MEDIO AMBIENTE PARA INICIAR LA FIJACIÓN DEL NITRÓGENO. "EST  EN EL SUELO, DETECTA LA PRESENCIA DE LOS EXUDADOS DE LA PLANTA Y LOS CENSA. TALES MECANISMOS DE RECONOCIMIENTO SE DAN MEDIANTE LA REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA. ASÍ SE DESENCADENA TODO EL PROCEDIMIENTO. LUEGO SE ACTIVAN LOS GENES QUE LE PERMITEN PENETRAR A LA RAÍZ, FORMAR EL NÓDULO Y, FINALMENTE, FIJAR EL NITRÓGENO", SEÑALÓ LA EXPERTA. LOURDES GIRARD EXPUSO QUE LAS BACTERIAS FIJADORAS DE NITRÓGENO EN SIMBIOSIS, QUE SON AERÓBICAS, POSEEN UN MECANISMO QUE LES PERMITE CAPTAR EL ESCASO OXÍGENO DEL MICROAMBIENTE QUE HABITAN, PARA EVITAR EL DAÑO A LA NITROGENASA. DICHO MECANISMO SE BASA EN LA PRODUCCIÓN DE CIERTAS ENZIMAS, LAS OXIDASAS TERMINALES, CUYA CARACTERÍSTICA ES SER ALTAMENTE AFINES A ESE ELEMENTO PARA SOPORTAR LA RESPIRACIÓN DEL BACTEROIDE EN CONDICIONES DE BAJO OXÍGENO QUE PRESENTE EN LOS NÓDULOS. AL ESTUDIAR LA BACTERIA RHIZOBIUM ETLI, QUE INFECTA A LAS PLANTAS DE FRIJOL, SE DESCUBRIÓ QUE ESTE MICROORGANISMO PRESENTABA CARACTERÍSTICAS DIFERENTES A LAS REPORTADAS CON ANTERIORIDAD PARA REGULAR LA EXPRESIÓN DE SUS GENES DE FIJACIÓN DE NITRÓGENO. EN COLABORACIÓN CON EL GRUPO DE MARIO SOBERÓN, DEL INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA (IBT), SE PROPUSO UN MODELO DE EXPRESIÓN DE GENES DE FIJACIÓN DE NITRÓGENO PARA R. ETLI CFN42 DONDE PARTICIPAN MÚLTIPLES PROTEÍNAS REGULADORAS ADICIONALES. SEGÚN ESTE MODELO, COMPLEJO E INTERESANTE, ESA EXPRESIÓN SE DA EN FORMA JERARQUIZADA, COMO EN UNA CASCADA, DONDE TODO INICIA CUANDO CIERTAS PROTEÍNAS CAPTAN LAS CONDICIONES DEL AMBIENTE Y CONCLUYE HASTA TERMINAR CON ÉXITO LA FIJACIÓN DE NITRÓGENO. DE ESCLARECER CON PRECISIÓN EL PAPEL DE CADA GEN INVOLUCRADO EN ESTE PROCESO BIOLÓGICO, ALREDEDOR DE 50 DE LOS CASI SIETE MIL QUE CONFORMAN EL GENOMA DE LA BACTERIA RHIZOBIUM ETLI, SERÍA POSIBLE MANIPULARLOS Y CREAR CEPAS DE MICROORGANISMOS CON MAYOR CAPACIDAD DE FIJACIÓN QUE FUERAN LA BASE PARA NUEVOS BIOFERTILIZANTES. AUNQUE, PRECISÓ, NO SÓLO PARTICIPAN LOS GENES DE ESOS ORGANISMOS EN DIFERENTES FASES DEL PROCESO, SINO LOS DE LA PLANTA. POR ESO, LA FIJACIÓN DE NITRÓGENO ES UN FENÓMENO MUY COMPLEJO. ANTE ESTE PANORAMA, LA INVESTIGADORA EST  INTERESADA EN DETERMINAR CU LES DE LOS