Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han descrito el mecanismo que utilizan las plantas para absorber y degradar contaminantes con efectos carcinógenos, lo que abre nuevas vías para optimizar las tecnologías descontaminantes basadas en el uso de plantas.
Según explican los investigadores, en las moléculas de los contaminantes orgánicos persistentes (COP), conviven «los cuatro jinetes del apocalipsis ambiental«, a saber, toxicidad elevada, estabilidad química (persistencia), gran movilidad geográfica y capacidad de bioacumulación. Esta última propiedad explica los altos niveles detectados en humanos y en los grandes depredadores marinos y terrestres. Al aumentar la concentración de estos compuestos, también lo hace la probabilidad de desarrollar cáncer y otras dolencias graves.
De hecho, la legislación internacional es particularmente restrictiva para los bifenilos policlorados (PCB), cuya fabricación se prohibió en EEUU en 1979 y en la UE en 1987. No obstante, cada año se liberan cantidades ingentes desde sumideros naturales y sitios previamente contaminados.
La tecnología convencional para descontaminar PCB es invasiva y muy costosa, lo que ha impulsado la búsqueda de alternativas innovadoras. Destaca entre ellas la fitorremediación, una tecnología verde que se basa en la capacidad de algunas plantas (y sus microorganismos asociados) para absorber y degradar PCB y otros COP. El proceso funciona esencialmente con energía solar y su aplicación mejora las propiedades del suelo, entre otras muchas ventajas.
Algunas especies arbóreas están particularmente capacitadas para descontaminar suelos, como es el caso de los chopos. La utilidad de esta tecnología se ha validado en campo y presenta múltiples ventajas económicas y ecológicas, si bien su implantación dista del óptimo, ya que una limitación muy importante es el escaso conocimiento de las transformaciones metabólicas que experimentan en la planta. Este conocimiento es clave para mejorar el proceso descontaminante y para seleccionar variedades con altas capacidades naturales.
Investigadores del grupo de Biotecnología Forestal del CBGP UPM-INIA (área de Biología Sintética y Bioingeniería, SynBIO2), de la ETSI Montes, Forestal y del Medio Natural (Departamento de Sistemas y Recursos Naturales) y de la ETSI Minas y Energía (grupo de Estudios Ambientales) han investigado el metabolismo de PCB/bifenilo en chopo, un sistema de especial interés por su capacidad descontaminante y su estatus como sistema modelo en investigación biológica. Su genoma se secuenció tras los de ‘Arabidopsis thaliana’ y ‘Oryza sativa’ (arroz), el primer genoma completo de una especie arbórea.
PRIMERA RUTA METABÓLICA EN PLANTAS CAPAZ DE DEGRADAR PCB
Mediante una combinación de análisis estructurales y funcionales, el equipo investigador, liderado por el catedrático Luis Gómez, ha conseguido definir la primera ruta metabólica en plantas capaz de degradar PCB y contaminantes relacionados. Un componente clave es una enzima cuya actividad se desconocía hasta ahora. La expresión de esta enzima en plantas modelo ha permitido sustanciar su papel en la desactivación de contaminantes bifenílicos.
También ha permitido a los investigadores reconstruir la ruta metabólica implicada, una sucesión de modificaciones químicas que culminan con la degradación natural de estas moléculas. Estos resultados se han publicado en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America‘.
Los investigadores recalcan que los chopos no quedan contaminados, pues las moléculas tóxicas se fragmentan y las piezas resultantes, inocuas, se incorporan al metabolismo normal de la planta. Esta es una diferencia esencial con la remediación de metales pesados, que no pueden ser destruidos y terminan en muchos casos acumulándose en los tejidos vegetales.
