Combinando microfluidos y membranas fotosintéticas naturales de la planta de espinaca, los investigadores desarrollan "cloroplastos sintéticos" capaces de imitar procesos fotosintéticos complejos y realistas, según informa un nuevo estudio. "[Los autores] presentan un gran avance en biología sintética y un hito crucial hacia la construcción de una célula sintética autosostenible", escriben Nathaniel Gaut y Katarzyna Adamala en un artículo de Perspective relacionado. La fijación de carbono fotosintético es un proceso biológico fundamental que utiliza la energía de la luz para convertir el carbono inorgánico en los compuestos orgánicos necesarios para mantener la gran mayoría de la vida en la Tierra. Por lo tanto, la capacidad de aprovechar el suministro casi ilimitado de luz para ofrecer energía anabólica a células vivas artificiales mediante procesos similares a la fotosíntesis es un objetivo muy perseguido en el esfuerzo por desarrollar organismos completamente sintéticos. En la naturaleza, la fotosíntesis tiene lugar en orgánulos especializados llamados cloroplastos, donde las membranas tilacoides convierten la energía de la luz en trifosfato de adenosina (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH), que posteriormente se utilizan para construir moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono inorgánico. Sin embargo, la capacidad de diseñar mecanismos de fijación de carbono sintético que imiten procesos fotosintéticos naturales complejos en sistemas artificiales sigue mostrándose esquiva. En esta ocasión, Tarryn Miller y sus colegas integran partes biológicas naturales y sintéticas para construir gotas microfluídicas que imitan el cloroplasto y que poseen las características esenciales de la fotosíntesis. Su enfoque utiliza microfluidos y membranas tilacoides naturales de la espinaca para desencadenar tareas biosintéticas complejas impulsadas por la luz en gotas sintéticas del tamaño de una célula, incluida la fijación de carbono. Según los autores, las microgotas de "cloroplasto sintético" pueden programarse para lograr procesos fotosintéticos mejorados o nuevos para la naturaleza, con aplicaciones que abarcan desde la síntesis de pequeñas moléculas o fármacos hasta sistemas biológicos artificiales para secuestrar carbono ambiental.
###
Journal
Science