Tres investigadoras de la Unidad de Mejora Genética de Organismos fotosintéticos, forman parte del equipo internacional que desvela el papel de los carotenoides como antenas en la captación de luz

Phototrophy by antenna-containing rhodopsin pumps in aquatic environments |  Nature

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05774-6

Tres investigadoras de la Universidad de Huelva de la Unidad de Investigación de Mejora Genética de Organismos Fotosintéticos, pertenecientes al Centro de Investigación de Recursos Naturales, Salud y Medioambiente, forman parte del equipo internacional que desvela el papel de los carotenoides como antenas en la captación de luz y su transformación en energía en los océanos y aguas continentales.

El estudio, publicado en la prestigiosa revista NATURE, confirma que las proteínas retinianas, rodopsinas tipo I (relacionadas con las rodopsinas tipo II, responsables de la visión en animales) están presentes en más de la mitad de las bacterias y arqueas no fotosintéticas de los ambientes acuáticos y que prácticamente la mitad de ellas podrían tener un segundo grupo cromóforo, que capta la luz y se la transmite al retinal. Estas rodopsinas actúan como bombas de protones o iones, convirtiendo la energía del Sol en energía química y contribuyendo al metabolismo de las bacterias. Los investigadores estiman que, en los ambientes acuáticos, esta captación de energía mediante las bombas rodopsinas puede superar a la que se lleva a cabo la fotosíntesis. La participación de carotenoides hidroxilados, como la luteína y la zeaxantina, que son muy abundantes en la naturaleza, incrementa el rango de radiaciones que las bombas rodopsinas pueden captar y evidencia la importancia que estos pigmentos-antenas pueden tener en la fototropía basada en rodopsinas y en los flujos de energía en las aguas oceánicas y continentales.

Hasta hace poco, se consideraba que los principales pigmentos implicados en la captación y la transformación de la energía solar eran las clorofilas, a través de la fotosíntesis, pero la contribución del retinal, asistido en muchos casos por carotenoides, en los organismos heterótrofos acuáticos puede ser incluso superior a la de la fotosíntesis, revelando la importancia de la fotoheterotrofía (metabolismo basado en la captación de luz y la asimilación de carbono orgánico) y la necesidad de estudiar más a fondo este tipo de metabolismo, poco explorado aún, que puede cambiar los paradigmas de flujo de materia y energía en la naturaleza y tener gran importancia en la ecología marina.

El grupo crómoforo esencial de las rodopsinas es el retinal, hasta la fecha, solo se habían encontrado dos o tres casos de bacterias en las que un segundo cromóforo de naturaleza isoprenoide contribuye a la captación de luz y a su transferencia hacia el retianal. Los cetocaroteoides salinixantina y equinenona en salinibacter y la cianobacteria Gloeobacter violaceus , respectivamente. La salinixantina que actua como antena o cromoforo secundario en la  xantorodopsina es el más estudiado se descubrió en las Marismas de Santa Pola gracias a investigadores de la Uni de Alicante (Josefa Antón, Science 2005). Ahora se revela que la presencia de este segundo grupo cromóforo no es algo excepcional o exclusivo de ambientes extremos, sino que podría ser un hecho muy generalizado y en el que intervienen carotenoides hidroxilados y muy abundantes.

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