Un reciente avance científico revela cómo las cianobacterias, organismos microscópicos capaces de realizar la fotosíntesis, logran sobrevivir incluso cuando reciben niveles extremos de luz solar.
Estas bacterias, a menudo llamadas “algas verdeazuladas”, son algunas de las formas de vida más antiguas de la Tierra y responsables de producir gran parte del oxígeno que respiramos. El descubrimiento, realizado por un equipo de la University of Chicago, podría abrir la puerta a nuevas ideas en biotecnología y energías renovables.
La clave: una proteína que protege como un “escudo solar”
Las cianobacterias pueden habitar en lugares tan variados como aguas termales o hielo ártico. El secreto de esta resistencia está en una proteína especial, llamada carotenoide naranja, que actúa como un escudo y se adapta a distintas formas para mantener su tarea: proteger a estos organismos de la luz solar excesiva.
Los resultados se publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences y destacan la importancia de esta adaptabilidad molecular.
¿Cómo funciona este mecanismo de protección?
Dentro de las cianobacterias existen estructuras llamadas ficobilisomas. Funcionan como antenas que recolectan luz solar para la fotosíntesis, pero también cumplen la función de proteger al organismo de un daño por exceso de luz.
El equipo dirigido por la profesora Allison Squires y la doctora Ayesha Ejaz, junto al laboratorio Kerfeld y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, descubrió que la proteína carotenoide naranja se une a diferentes partes de los ficobilisomas según su estructura. Esto permite regular la cantidad de energía que absorben, evitando que la luz cause problemas internos.
La profesora Squires comentó sobre la importancia de este hallazgo: “Es un ejemplo fascinante de un mecanismo molecular adaptable, donde la proteína puede evolucionar fácilmente para cumplir su función bajo diferentes condiciones estructurales”.
Tecnología de punta para ver cómo ocurre
Para entender el proceso, el equipo utilizó una técnica avanzada que observa cómo la energía pasa dentro de las cianobacterias, a escalas diminutas.
Esta tecnología, conocida como espectroscopía de partícula única, permitió a los científicos seguir a la proteína mientras interactuaba con dos tipos de ficobilisomas, uno de tres barriles y otro de cinco barriles. En ambos escenarios, la proteína fue capaz de disipar el exceso de luz y proteger el funcionamiento interno de las cianobacterias.
Además de los experimentos, los científicos utilizaron simulaciones en la computadora. De esta manera, analizaron cómo viaja la energía solar desde su entrada hasta que se utiliza o se elimina.
Descubrieron que el sistema logra un equilibrio entre ser flexible y específico, una característica común en la naturaleza que ayuda a la supervivencia de estos organismos.
Según la doctora Ejaz, primera autora del estudio, obtener datos tan precisos permitió conocer detalles inéditos sobre este mecanismo: “Fue muy gratificante ver cómo los datos precisos obtenidos pueden aportar información estructural sobre este mecanismo de protección”, señaló según la University of Chicago.
Un paso adelante para la tecnología inspirada en la naturaleza
Este descubrimiento no solo ayuda a comprender mejor a las cianobacterias, sino que podría inspirar mejoras en la protección de cultivos agrícolas o en tecnologías que necesiten aprovechar la energía solar de forma eficaz y segura. Entender cómo regulan estas bacterias la absorción y disipación de luz podría guiar el diseño de sistemas energéticos capaces de adaptarse a cambios extremos, siguiendo estrategias que imitan a la naturaleza.
En el futuro, el equipo planea investigar otros mecanismos presentes en los ficobilisomas, como los llamados “interruptores” y “fusibles” moleculares, para seguir desentrañando los secretos de la protección frente a la luz.
Con estos nuevos estudios, los científicos esperan identificar patrones desconocidos y abrir nuevas rutas para la innovación científica y tecnológica inspirada en el funcionamiento natural de estos pequeños, pero resistentes, organismos.
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