¿Qué sucede cuando insertas nanotubos de carbono de pared simple en las hojas de Arabidopsis? Los nanotubos semiconductores se integran en la envoltura exterior de los cloroplastos y triplican la actividad fotosintética al mejorar el transporte de electrones.
Entonces, ¿deberíamos fabricar plantas modificadas genéticamente que contengan nanotubos de carbono? Bueno, probablemente no. Tienes que creer que 3.5 millones de años de evolución han optimizado la fotosíntesis bastante bien para lograr un buen equilibrio. Pero eso no significa que esta investigación no tenga aplicaciones, como hacer hojas vivas que realicen funciones no biológicas (por ejemplo, detectar contaminantes o pesticidas), o construir sistemas de recolección de energía artificial que no contribuyan al cambio climático.
Enfoque de nanobiónica vegetal para aumentar la fotosíntesis y la detección bioquímica. (2014) Materiales naturales 13, 400–408 doi:10.1038/nmat3890 [Suscripción]
Abstracto: La interfaz entre los orgánulos vegetales y las nanoestructuras no biológicas tiene el potencial de impartir a los orgánulos funciones nuevas y mejoradas. Aquí, mostramos que los nanotubos de carbono de pared simple (SWNT) se transportan pasivamente y se localizan de manera irreversible dentro de la envoltura lipídica de los cloroplastos vegetales extraídos, promueven una actividad fotosintética tres veces mayor que la de los controles y mejoran las tasas máximas de transporte de electrones. Los ensamblajes SWNT-cloroplasto también permiten mayores tasas de transporte de electrones en la hoja in vivo a través de un mecanismo consistente con una fotoabsorción aumentada. Las concentraciones de especies reactivas de oxígeno dentro de los cloroplastos extraídos se suprimen significativamente mediante la administración de complejos de poli(ácido acrílico)-nanoceria o SWNT-nanoceria. Además, mostramos que los SWNT permiten el monitoreo de la fluorescencia del infrarrojo cercano del óxido nítrico tanto ex vivo como in vivo, lo que demuestra que una planta se puede aumentar para que funcione como un sensor químico fotónico. La ingeniería nanobiónica de la función de las plantas puede contribuir al desarrollo de materiales biomiméticos para la recolección de luz y la detección bioquímica con propiedades regenerativas y mayor eficiencia.
Materiales bioinspirados: potenciando la biología vegetal. Nature Materials News & Views (2014) 13, 329–331 doi:10.1038/nmat3926 [Suscripción]
