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.