Estos organismos ancestrales desarrollaron un sistema para descomponer eficazmente la enorme biomasa vegetal acumulada en la Tierra durante el Carbonífero

El estudio, publicado en ‘Science’ y con participación del CSIC, abre la vía para el desarrollo de nuevos biocatalizadores

Hace unos 300 millones de años, la Tierra dejó súbitamente de producir carbón de forma masiva. Esta circunstancia marcó el final del Carbonífero, un periodo de la Era Paleozoica que había comenzado unos 60 millones de años antes y que se había caracterizado por la sucesiva formación de inmensos estratos de carbón a partir de la acumulación y el enterramiento de árboles primitivos que crecían en enormes bosques pantanosos. Un equipo internacional de científicos con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que el fin de esta era del carbón coincidió con la aparición de un grupo de hongos altamente especializados. Los resultados, recogidos en el último número de la revista Science, señalan que estos microorganismos desarrollaron un sistema para descomponer eficazmente la enorme biomasa de las plantas que habían colonizado el medio terrestre.

“Estos microorganismos primitivos, hongos de tipo basidiomiceto, habían desarrollado
un mecanismo basado en enzimas capaces de destruir una barrera casi infranqueable
hasta entonces: la lignina. Este polímero, presente entonces y ahora en la madera,
proporcionaba rigidez a los troncos e impermeabilizaba las paredes de los vasos para
que el agua y los nutrientes se distribuyesen por toda la planta”, explica uno de los
autores del estudio, el investigador del CSIC Ángel Tomás Martínez.
Los científicos han dado con la clave tras haber realizado un análisis comparativo de 31
genomas fúngicos. El estudio ha permitido conocer cómo era el mecanismo empleado
por los hongos para degradar la lignina. “Este proceso se basa en la producción de un
tipo de proteínas complejas denominadas peroxidasas, que actúan sinérgicamente con
otras enzimas oxidativas. Hemos logrado establecer la historia evolutiva y la cronología
de los diferentes tipos de peroxidasas responsables de la biodegradación de la lignina.
Asimismo, los resultados han constatado la existencia de peroxidasas hasta ahora
prácticamente desconocidas”, detalla Martínez, que trabaja en el Centro de
Investigaciones Biológicas del CSIC.

Nuevos biocatalizadores

Las enzimas descubiertas podrían ser empleadas en el futuro desarrollo de nuevos
biocatalizadores industriales. Las nuevas enzimas serán expresadas en
microorganismos modelo, y posteriormente purificadas, caracterizadas y modificadas
mediante técnicas de ingeniería de proteínas.
“Los mismos agentes biológicos responsables del descenso en la producción de carbón
durante el Carbonífero podrían permitirnos desarrollar las herramientas
biotecnológicas necesarias para la producción sostenible de biocombustibles y otros
productos a partir de los recursos renovables que proporciona la biomasa vegetal”,
precisa el investigador del CSIC.
Estos estudios se llevarán a cabo en el marco del proyecto europeo PEROXICATS,
coordinado por el CSIC y en el que participan, entre otros, investigadores del Centro de
Investigaciones Biológicas (CSIC), el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología
(CSIC) y el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC). La iniciativa cuenta también
con la colaboración de una universidad alemana y dos empresas privadas.