a la luz del día Neonothopanus nambi es un hongo marrón bastante poco notable. Pero una sorpresa se esconde detrás de la fachada monótona: por la noche, el hongo brilla de un verde fantasmal. Neonothopanus nambi es una de las más de 100 especies de hongos que emiten luz. Aristóteles ya documentó este fenómeno, llamado bioluminiscencia, cuando describió la corteza de árbol brillante y podrida. Ahora, los científicos han identificado por primera vez la vía bioquímica que permite que los hongos bioluminiscentes se iluminenPero fueron aún más lejos: al poner los tres genes necesarios para generar luminiscencia en una levadura no brillante, crearon un eucariota artificialmente luminiscente. Fyodor Kondrashov, profesor del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria IST Austria fue coautordel estudio publicado hoy en PNAS dirigido por Ilia Yampolsky en el Instituto de Química Bioorgánica de la Academia de Ciencias de Rusia en Moscú.
Las luciérnagas y los hongos que brillan intensamente en el suelo del bosque se encuentran entre las pocas cosas que se pueden ver en una noche oscura en las profundidades del bosque brasileño. Ambos se comportan como luces nocturnas vivas gracias al proceso de bioluminiscencia, un fenómeno natural por el cual una sustanciallamada luciferina se oxida con la ayuda de la enzima luciferasa para emitir una luz. La bioluminiscencia se encuentra en muchas especies, desde gusanos brillantes hasta peces de aguas profundas. Hasta ahora, sin embargo, la vía bioquímica que produce la luciferina no se entendía en ningún organismo exceptobacterias. Esta falta de conocimiento obstaculizó los intentos de hacer que los organismos superiores, como animales y plantas, brillen. Ahora, una colaboración internacional entre doce instituciones diferentes y dirigida por Ilia Yampolsky, con la participación de Fyodor Kondrashov, Louisa Gonzalez Somermeyer y su miembro anterior del grupoKaren Sarkisyan, identificó cómo el eucariota Neonothopanus nambi se ilumina
Los científicos encontraron los genes clave responsables de la bioluminiscencia de Neonothopanus nambi . Utilizando la selección de la biblioteca y el análisis del genoma, el equipo identificó las enzimas que contribuyen a la síntesis de luciferina. Mostraron que la luciferina fúngica, el sustrato para la reacción de bioluminiscencia, está a solo dos pasos enzimáticos de un metabolito conocido, llamadoácido cafeico, que genera el hongo. Comparando hongos que brillan con los que no lo hacen, el equipo de Kondrashov también descubrió cómo la duplicación de genes permitió que la bioluminiscencia evolucionara hace más de cien millones de años. Por qué evolucionó aún no está claro, diceKondrashov: "¿La bioluminiscencia es beneficiosa o solo un producto secundario? Todavía no lo sabemos. Hay evidencias de que el resplandor atrae insectos que distribuyen las esporas. Pero no creo que eso sea convincente".
Sabiendo cómo brillan los hongos bioluminiscentes, los investigadores encendieron eucariotas no bioluminiscentes. Insertando el gen que codifica la luciferasa Neonothopanus nambi junto con otros tres genes cuyos productos forman la cadena que convierte el metabolito ácido cafeico en el sustrato para la reacción, luciferina, en la levadura Pichia pastoris resultó en colonias brillantes de levaduras. "No suministramos un químico que haga que la levadura brille. En cambio, suministramos las enzimas que necesita para convertir un producto metabólico que ya está presente en la levadura en luz", explica Kondrashov.
Este descubrimiento podría encontrar aplicaciones generalizadas, desde tejidos que informan cambios en su fisiología al encenderse hasta crear animales y plantas brillantes. "Si pensamos en escenarios de ciencia ficción en los que las plantas brillantes reemplazan las luces de la calle, esto es todo. Esto es todo.es el avance que puede conducir a esto ", concluye Kondrashov," Sin embargo, pueden pasar varios años hasta que se diseñe una luz de calle de tal planta ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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