Un equipo de investigadores del ceiA3 de la Universidad de Córdoba describe cómo el gen PRAT3 interviene en el proceso de incorporación y metabolización del nitrógeno de la judía común y la soja, más eficaz para estas plantas que el proceso usado por las demás especies del reino vegetal

Cada año, los seres vivos que habitan la Tierra logran fijar en el suelo 200 millones de toneladas de nitrógeno, elemento esencial para la vida en el planeta. Sin embargo, el proceso contrario, la liberación de nitrógeno a la atmósfera, se estima en 300 millones de toneladas. La cuenta sale, simplificando, en negativo para el suelo. Por eso, los agricultores llevan siglos buscando la manera de enriquecerlo con los fertilizantes que aporten el nitrógeno que les pueda faltar sus cultivos.

A kilómetros del campo, en los laboratorios, se buscan a nivel molecular soluciones que ayuden a favorecer el proceso natural de fijación biológica y la reducción de la pérdida de nitrógeno. En esa búsqueda, el equipo de investigación «Biotecnología de plantas superiores y algas verdes | BIO-115» de la Universidad de Córdoba adscrito al ceiA3 ha fijado su mirada en un tipo muy concreto de plantas. Son las leguminosas ureídicas, que no son otras que la judía común, la soja y el caupí (un tipo de frijol muy popular en América).

En esas plantas, concretamente, en su evolución a lo largo de millones de años, podría estar el santo grial del mundo vegetal. No en vano, este tipo de leguminosas usan rutas mucho más complejas para la gestión del nitrógeno, no sólo que el resto plantas, sino que cualquier otro tipo de leguminosas, que, como ellas también son capaces de fijar y aprovechar el nitrógeno atmosférico para su desarrollo. Su secreto son unas extrañas verrugas en sus raíces; unos nódulos en los que metabolizan el nitrógeno de una forma que no lo hace ninguna otra especie del reino vegetal: produciendo grandes cantidades de compuestos orgánicos conocidos como purinas. Es más, este proceso bioquímico que funciona a nivel basal en cualquier célula de casi todos los seres vivos, sólo se activa para producir cantidades elevadas de purinas en otros dos procedimientos biológicos: el crecimiento de los embriones y de las células tumorales.

La rareza ha despertado la curiosidad de la ciencia que intenta explicarse por qué la soja o las judías se han complicado la vida evolutivamente de esa manera, para acabar haciendo lo mismo que su “primo” el guisante, que incorpora el nitrógeno por una vía mucho más simple. Y mientras encuentra la respuesta definitiva, intenta ir ofreciendo nuevos datos. La última aportación de la ciencia a la explicación de este proceso ha sido publicado por la revista Plan, Cell & Environment y escrito por los investigadores, Inmaculada Coleto, Almudena Trenas Manuel Pineda y Josefa Alamillo.

En ese trabajo, el equipo científico de la UCO describe cómo la expresión del gen PRAT3 en el nódulo de la judía común interviene y regula la síntesis de las purinas en los nódulos. La descripción no aporta la respuesta definitiva, sino que vuelve a enfrentar a los científicos con su archiconocido “sólo sé que no se nada”, imprescindible para seguir avanzando. “Hemos encontrado el gen, creemos que si aprendemos a controlarlo podremos conseguir que otras plantas imiten a la soja o a la judía común y ayuden a conseguir un uso más eficiente del nitrógeno. Pero es sólo nuestra hipótesis. Ahora toca ponerse a trabajar”, explica el director del grupo, Manuel Pineda.

Coleto I, Trenas AT, Erban A, Kopka J, Pineda M, Alamillo JM. ‘Functional specialization of one copy of glutamine phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase in ureide production from symbiotically fixed nitrogen in Phaseolus vulgaris’ Plant Cell Environ. 2016 Aug;39(8):1767-79. doi: 10.1111/pce.12743. Epub 2016 May 5.