Un descubrimiento inesperado ha dado a los científicos una mayor comprensión de una importante enzima productora de metano.

Un equipo de investigadores del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica (IGB) de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign publicó un artículo en eLife que describió sus hallazgos sobre una enzima llamada metil-coenzima M reductasa, o MCR.

Sus hallazgos anulan lo que antes se creía cierto en el campo:que un conjunto de modificaciones únicas presentes en MCR eran esenciales para el funcionamiento de la enzima.

Descubrieron que estas modificaciones de hecho no eran esenciales, un hallazgo que acercará a los científicos un paso más hacia la comprensión total de esta enzima, que juega un papel importante en la producción de metano y el ciclo del carbono.

El metano es un gas de efecto invernadero importante que contribuye a aproximadamente el 20 por ciento del efecto invernadero, que contribuye al calentamiento de la tierra.

El metano proviene tanto de fuentes geológicas como biológicas, incluso de un grupo de microorganismos llamados metanógenos. Estos organismos microscópicos, que son miembros del dominio Archaea, producen metano como subproducto de su metabolismo. Los metanógenos producen gigatoneladas de metano cada año.

Los metanógenos tienen la enzima MCR, que es la única enzima que produce metano. Es fundamental tanto para la producción como para el consumo de metano.

"Esta es una enzima muy importante, "dijo el profesor de Biología Molecular y Celular William Metcalf, coautor del artículo y líder del tema Genomas microbianos mineros (MMG) del IGB. "Yo diría que es una de las enzimas más importantes de la tierra para el ciclo del carbono".

MCR también tiene algunas propiedades inusuales. A diferencia de la mayoría de las enzimas, MCR tiene una serie de modificaciones que cambian los aminoácidos de la enzima. Anteriormente se creía que estas modificaciones eran esenciales para las funciones de la enzima.

Antes de ahora, Ha sido imposible hacer un análisis genético de estas enzimas, lo que incluiría eliminar estas modificaciones y observar cómo funciona la enzima sin ellas.

"Se creía que si hacías eso, la enzima no funcionaría, ", Dijo Metcalf." Debido a que esa enzima es necesaria para la viabilidad del organismo, se pensaba que era un gen esencial ".

Pero Douglas Mitchell, profesor de química y miembro de la facultad del tema MMG del IGB, Pensé de otra manera. Él y su laboratorio de investigación habían estado estudiando una clase de moléculas que tenían una de las modificaciones que también está presente en MCR. Descubrieron cómo se hizo esta modificación y predijeron que la misma maquinaria enzimática utilizada para modificar MCR en metanógenos era la misma maquinaria utilizada para producir antibióticos y bacterias.

Sin embargo, su laboratorio tenía una limitación, según Nilkamal Mahanta, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Mitchell que participó en la investigación. Su laboratorio estaba limitado en su capacidad para realizar el tipo de experimento necesario para ver si esto era cierto. Los organismos que querían estudiar existen solo en ambientes anaeróbicos, que no contienen oxígeno.

IGB Fellow Nayak había desarrollado recientemente una nueva herramienta genética que podría manipular este tipo de organismo. Usó esta herramienta para estudiar las propiedades físicas de MCR y comprender cómo funciona, y descubrió que la modificación no era esencial para la función de la enzima.

Esto fue una sorpresa para muchos en este campo de investigación, ya Metcalf y Nayak también.

"Cuando comencé este proyecto, No sabía mucho sobre la importancia de estas modificaciones, "Dijo Nayak." A medida que avanzaba el proyecto. . . Me di cuenta del impacto del descubrimiento que hicimos, que pensamos que esta modificación era importante y estaba involucrada en la producción o descomposición del metano, de repente no estaba jugando un papel tan importante como la gente en la literatura había estado hablando durante los últimos 10 o 15 años, tal vez incluso más, Realmente."

Sus hallazgos sugieren que hay más por descubrir sobre esta enzima y el papel que desempeña en la producción y el consumo de metano.