Fotosíntesis más rápida, mayor rendimiento de los cultivos

A pesar de la creciente abundancia de dióxido de carbono en nuestra atmósfera, la mayoría de las plantas son sorprendentemente ineficientes para convertirlo en azúcar durante la fotosíntesis. Las algas, sin embargo, hacen esto de manera muy eficiente, gracias a una estructura de proteína llamada pirenoide, y Martin Jonikas '04 cree que este caballo de batalla celular poco estudiado podría transformar la producción de alimentos.

La ingeniería de un pirenoide en cultivos como el arroz y el trigo podría mejorar su absorción de carbono y aumentar los rendimientos hasta en un 60 %, dice Jonikas, profesor asistente de biología molecular en la Universidad de Princeton y ganador del Premio Vilcek 2020 a la Promesa Creativa en Ciencias Biomédicas. , que reconoce a inmigrantes sobresalientes en los primeros años de su carrera en los Estados Unidos.

Debido a que la fotosíntesis juega un papel fundamental en el ciclo del carbono del planeta, los pirenoides también podrían contribuir a resolver otros problemas que enfrentamos en materia de sostenibilidad, incluido el cambio climático, dice.

FUNDACIÓN VILCEK

A los ocho años, Jonikas llegó a los EE. UU. desde Francia con su madre geofísica y su padre científico informático cuando el primero se unió a la facultad de UC Berkeley. En el MIT, obtuvo su licenciatura en ingeniería aeroespacial, pero una clase de biología molecular con la profesora (ahora emérita) JoAnne Stubbe lo inspiró a cambiar de campo. Me abrió los ojos a la realidad de que las máquinas más asombrosas de la Tierra son organismos vivos. ¡Me enganché! él dice.

Luego obtuvo un doctorado en bioquímica y biología molecular en UC San Francisco, donde quedó fascinado con los organismos fotosintéticos mientras trabajaba con asesores como Jonathan Weissman, PhD '93, quien desde entonces se unió a la facultad del MIT. Para 2010, Jonikas tenía su propio laboratorio en el Departamento de Biología Vegetal de la Institución Carnegie para la Ciencia. Seis años más tarde, se mudó a Princeton, donde su equipo se enfoca en el alga unicelular de agua dulce. clamidomonas —comúnmente conocido como Chlamy entre los biólogos de plantas. ( Sammy la clamidia es uno de los tres videos musicales que su laboratorio ha producido con el compositor Jonathan Mann para enseñar a los niños sobre la fotosíntesis).

Además de desentrañar la composición molecular de los pirenoides, su equipo ha generado una biblioteca de 60 000 clamidomonas mutantes, los primeros de su tipo para un organismo fotosintético unicelular. Los investigadores de otras áreas podrán utilizarlo como un recurso para el trabajo que también podría mejorar el rendimiento de los cultivos.

Al final, si nuestro objetivo como civilización es producir más alimentos con menos recursos, vale la pena seguir todos estos enfoques, dice Jonikas.

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