descubre cómo las plantas pueden fijar su propio nitrógeno
El nitrógeno es la gasolina de las plantas: sin él no crecen hojas, tallos ni frutos. Pero las plantas no pueden absorberlo directamente del aire; lo obtienen mediante fertilizantes industriales, que cuestan mucho y dañan el medio ambiente.
Un nuevo estudio revela cómo una proteína llamada NifEN permite a las plantas fijar su propio nitrógeno, eliminando la necesidad de fertilizantes externos.
El nitrógeno atmosférico es abundante pero inútil para la mayoría de los seres vivos. Las plantas lo convierten en formas útiles gracias a las nitrogenasas, enzimas que requieren un cofactor metálico complejo. Este cofactor se construye en una serie de pasos que involucran varias proteínas, entre ellas NifEN, que actúa como andamio molecular, y NifDK, la enzima activa que finalmente fija el nitrógeno.
Los investigadores usaron microscopía electrónica criogénica para congelar las proteínas en acción. Las imágenes mostraron que NifEN no es una estructura rígida: se abre y cierra, cambia de forma y guía al precursor del cofactor a una cavidad interna donde madura. Este hallazgo corrige la hipótesis anterior de que el proceso ocurría fuera de la proteína y demuestra que la ensamblaje es dinámico y controlado.
Para la agricultura, la noticia es un cambio de juego. La mayoría de los cultivos dependen de fertilizantes nitrogenados producidos por el proceso Haber‑Bosch, que consume grandes cantidades de gas natural y libera óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero. Si las plantas pueden fijar su propio nitrógeno, se reducirían las emisiones, se evitaría la eutrofización de ríos y océanos y se mejoraría la salud del planeta.
¿Cómo las plantas aprenden a ser autosuficientes?
La clave está en la proteína NifEN, que actúa como una especie de taller dentro de la célula. Cuando las plantas necesitan nitrógeno, NifEN se abre, recoge el precursor del cofactor y lo lleva a su lugar de trabajo, donde se convierte en la pieza necesaria para la nitrogenasa.
Con este mecanismo, las plantas ya no dependen de los fertilizantes externos y pueden crecer con solo la energía del sol y el agua.
El secreto de NifEN: la puerta a la fijación de nitrógeno
El estudio mostró que NifEN cambia de forma de manera dinámica, lo que permite que el cofactor madure dentro de una cavidad interna. Este descubrimiento explica por qué NifEN y NifDK tienen funciones distintas: NifEN construye, NifDK fija.
La tecnología de microscopía electrónica criogénica permitió observar este proceso en tiempo real, algo que antes era imposible.
¡Menos fertilizantes, más planeta sano!
Al eliminar la necesidad de fertilizantes industriales, se reducen las emisiones de óxido nitroso y se evita la eutrofización de los ecosistemas acuáticos.
Además, se disminuye el consumo de gas natural en el proceso Haber‑Bosch, lo que ayuda a combatir el cambio climático y protege la salud de ríos y océanos.