Una nueva levadura alimentada por luz proporciona información sobre el envejecimiento

En un nuevo estudio publicado en Current Biology investigadores de la Facultad de Ciencias Biológicas de Georgia Tech (Estados Unidos) han diseñado una de las primeras cepas de levadura del mundo que funciona con las luces encendidas.

Cabe tener en cuenta que habitualmente la levadura funciona convirtiendo los carbohidratos en productos como pan y cerveza cuando se deja fermentar en la oscuridad. En estos casos, la exposición a la luz puede dificultar o incluso estropear el proceso.

"Francamente nos sorprendió lo sencillo que era convertir la levadura en fotótrofos (organismos que pueden aprovechar y utilizar la energía de la luz)", aporta Anthony Burnetti, investigador que trabaja en el laboratorio del profesor asociado William Ratcliff y autor correspondiente del artículo. "Todo lo que necesitábamos hacer era mover un solo gen y crecieron un 2% más rápido en la luz que en la oscuridad. Sin ningún ajuste, ni persuasión cuidadosa, simplemente funcionó", añade.

Dotar fácilmente a la levadura de un rasgo tan importante desde el punto de vista evolutivo podría significar grandes cosas para nuestra comprensión de cómo se originó este rasgo y cómo se puede utilizar para estudiar aspectos como la producción de biocombustibles, la evolución y el envejecimiento celular.

Una forma más sencilla para que los organismos utilicen la luz es con rodopsinas: proteínas que pueden convertir la luz en energía sin maquinaria celular adicional.

Este tipo de intercambio genético se llama transferencia horizontal de genes e implica compartir información genética entre organismos que no están estrechamente relacionados. La transferencia horizontal de genes puede provocar saltos evolutivos aparentemente grandes en poco tiempo, como la forma en que las bacterias pueden desarrollar rápidamente resistencia a ciertos antibióticos. Esto puede suceder con todo tipo de información genética y es particularmente común con las proteínas rodopsina.

"En el proceso de encontrar una forma de introducir rodopsinas en levaduras multicelulares. Descubrimos que podíamos aprender sobre la transferencia horizontal de rodopsinas que se ha producido a lo largo de la evolución en el pasado transfiriéndolas a levaduras unicelulares regulares", explica.

Para ver si podían equipar un organismo unicelular con rodopsina alimentada por energía solar, los investigadores agregaron un gen de rodopsina sintetizado a partir de un hongo parásito a la levadura de panadería común. Este gen específico está codificado para una forma de rodopsina que se insertaría en la vacuola de la célula, una parte de la célula que, como las mitocondrias, puede convertir en energía los gradientes químicos producidos por proteínas como la rodopsina.

Equipada con rodopsina vacuolar, la levadura creció aproximadamente un 2% más rápido cuando estaba encendida, un gran beneficio en términos de evolución.

El grupo de investigación también ha iniciado colaboraciones para estudiar cómo las rodopsinas pueden reducir los efectos del envejecimiento en la levadura. Otros investigadores ya están empezando a utilizar levadura nueva similar alimentada por energía solar para estudiar el avance de la bioproducción, lo que podría suponer grandes mejoras para cosas como la síntesis de biocombustibles.