La enzima MDHAR6 es clave para descontaminar plantas de TNT. Imagen: Sang-Youl Park. Fuente: UC Riverside.
Biólogos de la Universidad de York (Reino Unido) han dado un paso importante de cara a limpiar millones de hectáreas de tierras contaminadas por explosivos.
Un equipo del Centro de Nuevos Productos Agrícolas del Departamento de Biología de la Universidad ha desentrañado el mecanismo de toxicidad del TNT (trinitotolueno) en las plantas, planteando la posibilidad de un nuevo enfoque de tecnología descontaminadora de explosivos.
El TNT se ha convertido en un vasto contaminante mundial en los últimos 100 años y cada vez hay más preocupación sobre su toxicidad para los sistemas biológicos.
El estudio, que se publica en Science, también señala el potencial de un nuevo tipo de herbicida que podría ser utilizado de forma sostenible en rotación con otros tipos de herbicidas, para limitar la aparición de resistencia a los herbicidas.
El TNT tiene un impacto significativo en la diversidad de las comunidades microbianas del suelo y el establecimiento de la vegetación. La mayoría de TNT permanece en las raíces de las plantas, donde inhibe el crecimiento y el desarrollo. Sólo en EE.UU., se estima que unos 10 millones de hectáreas de tierra militar están contaminados con componentes de munición.
Pero aunque es posible prohibir los productos químicos tóxicos y contaminantes, la enorme demanda de explosivos militares significa que el TNT continuará siendo utilizado a nivel mundial a escala masiva.
Un equipo del Centro de Nuevos Productos Agrícolas del Departamento de Biología de la Universidad ha desentrañado el mecanismo de toxicidad del TNT (trinitotolueno) en las plantas, planteando la posibilidad de un nuevo enfoque de tecnología descontaminadora de explosivos.
El TNT se ha convertido en un vasto contaminante mundial en los últimos 100 años y cada vez hay más preocupación sobre su toxicidad para los sistemas biológicos.
El estudio, que se publica en Science, también señala el potencial de un nuevo tipo de herbicida que podría ser utilizado de forma sostenible en rotación con otros tipos de herbicidas, para limitar la aparición de resistencia a los herbicidas.
El TNT tiene un impacto significativo en la diversidad de las comunidades microbianas del suelo y el establecimiento de la vegetación. La mayoría de TNT permanece en las raíces de las plantas, donde inhibe el crecimiento y el desarrollo. Sólo en EE.UU., se estima que unos 10 millones de hectáreas de tierra militar están contaminados con componentes de munición.
Pero aunque es posible prohibir los productos químicos tóxicos y contaminantes, la enorme demanda de explosivos militares significa que el TNT continuará siendo utilizado a nivel mundial a escala masiva.
Enzima
Los investigadores descubrieron que una enzima clave de la planta -MDHAR6- reacciona con el TNT, generando superóxido reactivo, que es altamente perjudicial para las células.
Las plantas mutantes que carecen de la enzima, de la que ya se sabía que protege a las plantas del estrés, tienen de hecho una mayor tolerancia al TNT. Al tratar esta enzima en especies vegetales relevantes, puede ser posible producir plantas resistentes al TNT que re-pueblen y descontaminen de explosivos lugares contaminados como zonas militares y lugares de residuos de fabricación.
El profesor Neil Bruce, que dirigió la investigación, dice en la nota de prensa de la universidad: "Hay un gran interés en los mecanismos naturales para la eliminación de sustancias químicas tóxicas de la biosfera, debido a que la magnitud de la contaminación por explosivos, sobre todo en campos de entrenamiento militar hace de la descontaminación de la tierra y el agua un problema mundial urgente".
Dado que MDHAR6 es específica de la planta, los compuestos que reaccionan con la enzima de la misma manera que el TNT, pero que se degradan fácilmente en el medio ambiente, también podrían ser analizados como herbicidas potenciales.
El profesor Bruce añade: "Este es un importante hallazgo adicional, ya que es una preocupación creciente que aunque la resistencia a los herbicidas ha aumentado constantemente desde 1970, no se ha comercializado ningún nuevo modo de actuar con herbicidas desde 1980".
Los investigadores descubrieron que una enzima clave de la planta -MDHAR6- reacciona con el TNT, generando superóxido reactivo, que es altamente perjudicial para las células.
Las plantas mutantes que carecen de la enzima, de la que ya se sabía que protege a las plantas del estrés, tienen de hecho una mayor tolerancia al TNT. Al tratar esta enzima en especies vegetales relevantes, puede ser posible producir plantas resistentes al TNT que re-pueblen y descontaminen de explosivos lugares contaminados como zonas militares y lugares de residuos de fabricación.
El profesor Neil Bruce, que dirigió la investigación, dice en la nota de prensa de la universidad: "Hay un gran interés en los mecanismos naturales para la eliminación de sustancias químicas tóxicas de la biosfera, debido a que la magnitud de la contaminación por explosivos, sobre todo en campos de entrenamiento militar hace de la descontaminación de la tierra y el agua un problema mundial urgente".
Dado que MDHAR6 es específica de la planta, los compuestos que reaccionan con la enzima de la misma manera que el TNT, pero que se degradan fácilmente en el medio ambiente, también podrían ser analizados como herbicidas potenciales.
El profesor Bruce añade: "Este es un importante hallazgo adicional, ya que es una preocupación creciente que aunque la resistencia a los herbicidas ha aumentado constantemente desde 1970, no se ha comercializado ningún nuevo modo de actuar con herbicidas desde 1980".
Referencia bibliográfica:
E. J. Johnston, E. L. Rylott, E. Beynon, A. Lorenz, V. Chechik, N. C. Bruce: Monodehydroascorbate reductase mediates TNT toxicity in plants. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aab3472.
E. J. Johnston, E. L. Rylott, E. Beynon, A. Lorenz, V. Chechik, N. C. Bruce: Monodehydroascorbate reductase mediates TNT toxicity in plants. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aab3472.