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Cuando se habla de tecnologías verdes suele interpretarse como una figura retórica, pero en el caso de la nueva técnica desarrollada en el California Institute of Technology (Instituto Tecnológico de California), es literal. Más que nada porque se han basado en las espinacas para desarrollar un proyecto tecnológico que convierte el dióxido de carbono en abono orgánico para las plantas. Así, de un plumazo, se combate el calentamiento global y a la vez se producen fertilizantes de una manera ecológica y sostenible.

Lo que han hecho fundamentalmente en este centro de desarrollo californiano es crear cloroplastos artificiales. Los cloroplastos, a modo de recordatorio, son las estructuras celulares que permiten a plantas y algas realizar la fotosíntesis, es decir, la conversión de la luz solar en energía química. Para ello hace falta que las moléculas de clorofila de su interior absorban la luz en primera instancia. La energía se almacena en forma de trifosfato de adenosina (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) y luego un conjunto de enzimas emplean esos compuestos químicos para convertir el dióxido de carbono en glucosa. Una de las principales enzimas en este proceso es la conocida como rubisco. Pues bien, los investigadores decidieron sustituir la rubisco por enzimas mucho más veloces, ya que el proceso natural es relativamente lento. Para ello recurrieron a una combinación de dieciséis enzimas procedentes de nueve organismos distintos. El ciclo resultante, diez veces más veloz, se bautizó como CETCH.

Ahora solo faltaba desarrollar los cloroplastos artificiales. Y es ahí donde usaron células de las hojas de espinaca para extraer sus tilacoides. Los tilacoides son unos pequeños sacos que contienen la clorofila y que pueden operar fuera de la planta como pequeñas centrales de procesamiento de luz solar. Al emparejar los tilacoides con el nuevo ciclo CETCH lograron por fin alcanzar el objetivo del experimento: producir glicolato, un compuesto empleado en fertilizantes. Así, técnicamente se podrían crear factorías fotosintéticas capaces de producir abonos orgánicos simplemente a partir del dióxido de carbono y la luz solar.  Conviene recordar que la producción de fertilizantes químicos es responsable de la emisión de grandes cantidades de gases de efecto invernadero como el metano.

Plantas para producir medicamentos y otras aplicaciones

Además de la producción de fertilizantes, la nueva técnica abre la puerta a otras estrategias. Por ejemplo, sería posible aprovechar este tipo de fotosíntesis para generar compuestos químicos para la industria farmacéutica. O incluso desarrollar plantas modificadas genéticamente para absorber diez veces más dióxido de carbono y que luego se empleasen en la producción de biocombustibles.

Se calcula que para el año 2050 la producción agrícola deberá multiplicarse por dos para cubrir las necesidades alimentarias de la población por lo que iniciativas sostenibles como la de este centro californiano son de vital importancia. En el I’MNOVATION Hub hemos cubierto algunas de las estrategias que pueden contribuir a ese objetivo. Por ejemplo, el uso de aguas residuales para generar nitrógeno. Otra de las vías es la utilización de organismos genéticamente modificados como es el caso de los cereales autofertilizables desarrollados por el MIT estadounidense.