Avance en la investigación del metano: el equipo de Marburg decodifica enzimas clave

Avance en la investigación del metano: el equipo de Marburg decodifica enzimas clave

El 16 de abril de 2025, un equipo de investigación de la Universidad Philipps de Marburg logró un avance prometedor en la investigación del metano. Los hallazgos, publicados en la reconocida revista de investigación. Naturaleza, se centran en la activación de la metil coenzima M reductasa (MCR), una enzima central en la producción biológica de metano. El metano (CH4) tiene un potencial de calentamiento global muchas veces mayor que el dióxido de carbono (CO2) y, por tanto, representa un desafío importante en la lucha contra el cambio climático.

Por primera vez, los investigadores pudieron aislar y caracterizar el complejo de activación MCR de un organismo modelo metanogénico. Este proceso requiere una pequeña proteína conocida como McrC, así como proteínas marcadoras metanogénicas específicas (MMP) y una ATPasa. La activación de MCR está orquestada por el suministro de energía en forma de ATP. Hasta ahora, no estaba claro exactamente cómo funciona este mecanismo, particularmente debido al desafío asociado con el átomo de níquel en el cofactor F430.

Avances en la producción bioquímica de metano.

Los investigadores identificaron tres compuestos metálicos especializados, llamados grupos L, mediante microscopía crioelectrónica. Estos grupos L, de los que hasta ahora sólo se sospechaba que estaban relacionados con las nitrogenasas, muestran una relación interesante entre la producción de metano y la fijación de nitrógeno. Este avance podría tener implicaciones importantes para regular las emisiones de metano y comprender los ciclos biogeoquímicos.

Los resultados del estudio se consideran un hito en la investigación de procesos bioquímicos. El Prof. Dr. Gert Bange, destacado científico de la Universidad de Marburg, destaca la excelencia de la universidad en microbiología e investigación climática y destaca las perspectivas que ofrecen los nuevos hallazgos para la investigación climática y la biología evolutiva. La publicación original sobre esto se encuentra bajo el DOI: 10,1038/s41586-025-08890-7 para encontrar.

Conexión entre metanógenos y microbios.

Los hallazgos sobre MCR son particularmente relevantes porque deben considerarse en el contexto de investigaciones previas. Por ejemplo, Ueno et al. (2006) la metanogénesis microbiana a principios de la era Arcaica. Wolfe y Fournier (2018) también analizan cómo la transferencia horizontal de genes ha influido en la evolución de los metanógenos. El trabajo de Thauer y otros (2008; 2019) muestra cómo se destacan las diferencias ecológicas en la producción de energía y el papel de las metil-coenzima M reductasas en la formación de metano anaeróbico.

El Instituto Max Planck de Biofísica y el Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre de Marburg también contribuyen a este campo de conocimiento estudiando la producción de metano por arqueobacterias en entornos sin oxígeno. Estas arqueobacterias están activas en diversos hábitats, como arrozales, páramos y estómagos de vaca, y desempeñan un papel esencial en la formación biológica de metano.

Gracias a un conocimiento más profundo de las estructuras enzimáticas, especialmente de las hidrogenasas de níquel-hierro, que son cruciales para la formación de metano, se podrían desarrollar futuras aplicaciones técnicas en la producción de hidrógeno. Estas enzimas podrían optimizarse para aumentar su estabilidad frente al oxígeno y así abrir nuevas posibilidades para la producción de energía.

Por lo tanto, la investigación actual promete no sólo una mejor comprensión de la producción biológica de metano, sino también enfoques para combatir los desafíos climáticos a través de tecnologías mejoradas.