Tres investigadoras de Huelva estudian cómo generar energía a partir de la luz de los océanos

Tres investigadoras de la Universidad de Huelva, la catedrática de Bioquímica y Biología Molecular Rosa María León, la investigadora posdoctoral Patricia Gómez Villegas, y Ana María Molina, pertenecientes a la Unidad de Mejora Genética de Organismos Fotosintéticos del RENSMA (Centro de Investigación en Recursos Naturales, Salud y Medio Ambiente), y expertas en el campo de la biotecnología de microalgas y carotenoides, forman parte del equipo de investigación internacional, que desvela el papel de los pigmentos carotenoides como “antenas en la captación de luz y su transformación en energía en los océanos y aguas continentales”.

Se trata de un estudio revelador acerca del papel de los carotenoides como antenas secundarias para captar la energía luminosa y transferirla a unas proteínas especiales, denominadas rodopsinas, que la convierten en energía química, ha informado la Universidad de Huelva en un comunicado.

Estas rodopsinas actúan como pequeñas celdas fotovoltaicas captando, gracias a una pequeña molécula denominada retinal, la energía del Sol y utilizándola para bombear protones u otros iones, y en último término transformarla en energía química.

Aunque las rodopsinas se conocen desde hace tiempo -de hecho, están relacionadas con las rodopsinas tipo II responsables de la visión en animales- en los últimos años se ha descubierto que están presentes en casi todos los dominios de la vida y que son particularmente abundantes en las bacterias de las aguas superficiales oceánicas y continentales.

Hasta la fecha, sólo se conocía una rodopsina que utilizaba un carotenoide como antena secundaria, la de la bacteria halófila Salinibacter, aislada de las salinas de Santa Pola en Alicante.

Pero el artículo, denominado Fototrofía por bombas de rodopsina que contienen carotenoides antena en los ambientes acuáticos, que se publicará este mes en la revista Nature, revela que la presencia de estas segundas antenas en las rodopsinas, lejos de ser un hecho excepcional o exclusivo de ambientes extremos, está muy generalizada.

Prácticamente la mitad de las bacterias acuáticas tienen rodopsinas y un gran porcentaje de ellas podrían tener un carotenoide como antena auxiliar secundaria, que capta la luz y se la transmite al retinal, según el estudio.

El equipo investigador describe por primera vez que los abundantes carotenoides hidroxilados luteína y la zeaxantina pueden actuar como antenas secundarias de la rodopsinas, incrementando el rango de frecuencias de luz que estas pueden captar, y evidenciando la importancia que estos pigmentos-antenas pueden tener en la captación de luz basada en rodopsinas y en los flujos de energía en las aguas oceánicas y continentales.

Según ha indicado la catedrática de Bioquímica y Biología Molecular, Rosa María León, una de las investigadoras de Huelva que ha participado en el estudio, "solo se conocen dos tipos sistemas que pueden captar la luz y transformarla en energía química, los basados en las clorofilas, a través de la fotosíntesis, o los basados en rodopsinas con retinal, asistidos en muchos casos por carotenoides".

"En los micoorganismos acuáticos esta segunda vía puede ser incluso superior a la de la fotosíntesis, revelando la necesidad de estudiar más a fondo este tipo de metabolismo, que puede cambiar los paradigmas de flujo de energía en la naturaleza y tener gran importancia en la ecología marina", ha señalado.