La mayoría de las plantas en la Tierra dependen del ciclo de Calvin-Benson-Bassham (CBB) para transformar el dióxido de carbono (CO2) en compuestos orgánicos que les permiten crecer. Este proceso es esencial para la vida, pero no es precisamente el más eficiente. Uno de sus puntos más débiles es la pérdida de carbono durante etapas clave, especialmente al sintetizar acetil-coenzima A (acetil-CoA), un precursor indispensable en la producción de lípidos, fitohormonas y otros metabolitos vegetales.A esta ineficiencia se suma otro problema: la fotorrespiración, un proceso que las plantas no pueden evitar y que representa una fuga considerable de carbono. Buena parte de esta ineficiencia se debe a una enzima llamada RuBisCO, que es esencial pero poco precisa, como una impresora que a veces usa la tinta equivocada. Como resultado, muchas plantas desperdician una parte del carbono que capturan.El ciclo McG: un atajo sintético que aprovecha el carbono perdidoEn lugar de intentar mejorar los mecanismos existentes, como han hecho investigaciones anteriores al modificar RuBisCO o reducir la fotorrespiración, un grupo de científicos publicó en la revista Science una propuesta más ambiciosa: crear una vía alternativa completamente nueva para fijar carbono.Esta nueva vía, conocida como ciclo malil-CoA-glicerato (McG), se integró en plantas de Arabidopsis thaliana como un ciclo adicional que complementa al CBB. El resultado es un sistema de fijación dual del CO2, donde ambos ciclos trabajan en paralelo para aprovechar mejor el carbono disponible.En el ciclo McG, la eficiencia mejora de dos maneras: cuando el compuesto 3-fosfoglicerato (3PG) entra como sustrato, se fija un carbono adicional; y cuando se parte de glicolato (un producto de la fotorrespiración), no se pierde carbono alguno. En ambos escenarios, la producción de acetil-CoA es más eficiente, lo que estimula la generación de lípidos y metabolitos esenciales.Resultados visibles: plantas más grandes, con más semillas y grasa acumuladaPara implementar este nuevo ciclo, los investigadores introdujeron seis enzimas externas (heterólogas) dentro de los cloroplastos de las plantas. Las enzimas son como herramientas de otro taller, adaptadas para trabajar dentro de la maquinaria vegetal.Los resultados fueron impactantes: las plantas con el ciclo McG triplicaron su peso seco, desarrollaron más hojas y semillas, y mostraron un contenido de lípidos extraordinariamente alto. De hecho, la cantidad de triglicéridos aumentó hasta 100 veces en comparación con las plantas no modificadas. La acumulación de grasa fue tal que las células vegetales comenzaron a formar pequeñas «burbujas» internas para almacenar el exceso de aceite.Este rendimiento extraordinario se debe a dos factores: una reducción significativa en la pérdida de CO2 por fotorrespiración y una mayor eficiencia en la producción de acetil-CoA. En conjunto, la tasa de asimilación de carbono se duplicó, lo que marca un avance notable respecto a los sistemas naturales.El potencial agrícola y climático del ciclo McGSi esta tecnología se pudiera aplicar a plantas cultivadas a gran escala, podría significar un aumento significativo en la producción de biomasa y aceites vegetales. Esto tiene implicaciones tanto para la alimentación como para la industria de los biocombustibles, que busca fuentes sostenibles y de alta eficiencia.Además, al aumentar la cantidad de carbono fijado por planta, también se podría contribuir a la captura de carbono atmosférico, lo que ayudaría a mitigar el cambio climático. Sin embargo, como advierten los propios autores del estudio, estos beneficios aún son hipotéticos y deben evaluarse con cautela.Incertidumbres y limitaciones del enfoqueAunque los resultados son alentadores, los investigadores son conscientes de que el experimento se realizó en condiciones controladas y con una especie modelo. La planta Arabidopsis thaliana es un organismo de laboratorio, y sus respuestas no necesariamente se replicarán en cultivos como el maíz, el trigo o la soja.Otro punto crítico es la estabilidad del sistema a largo plazo. Las enzimas externas introducidas podrían ser silenciadas por el propio sistema genético de la planta con el paso de las generaciones, anulando los efectos positivos. También es posible que el carbono adicional acumulado durante el crecimiento sea liberado tras la muerte de la planta, reduciendo su potencial para almacenar carbono a largo plazo.También hay que considerar los efectos ecológicos. Una planta que crece más rápido y almacena más lípidos podría alterar los ecosistemas donde se introduzca, afectando la interacción con insectos, microorganismos y otras especies vegetales.Perspectivas futuras: entre el laboratorio y el campoA pesar de las limitaciones, el estudio abre la puerta a un nuevo tipo de ingeniería vegetal que no solo mejora lo existente, sino que introduce vías metabólicas completamente nuevas. Es un cambio de paradigma que podría transformar nuestra manera de concebir el mejoramiento genético.Como ocurre con toda innovación biotecnológica, el paso siguiente será llevar estos experimentos a cultivos agrícolas reales, bajo diferentes condiciones ambientales y en escalas mayores. Solo así se podrá evaluar el verdadero potencial del ciclo McG.El estudio fue liderado por Kuan-Jen Lu y su equipo, y publicado en la revista Science, una de las fuentes más reconocidas en el ámbito científico. Aunque queda un largo camino por recorrer, este hallazgo representa una muestra del poder de la biología sintética cuando se combina con una comprensión profunda del metabolismo vegetal.La noticia Ciclo dual de fijación de carbono: un salto hacia plantas más productivas y eficientes fue publicada originalmente en Wwwhatsnew.com por Natalia Polo.