Las bacterias pueden almacenar recursos adicionales para los tiempos de escasez. Es un poco como tener una alcancía o llevar una batería de respaldo. Una reserva importante se conoce como gránulos de cianoficina, que fueron notados por primera vez por un científico italiano hace unos 150 años. El vio grande manchas oscuras en las células de las algas verdiazules (cianobacterias) que estaba estudiando sin comprender qué eran ni cuál era su propósito. Desde entonces, Los científicos se han dado cuenta de que la cianoficina estaba hecha de un biopolímero verde natural, que las bacterias lo utilizan como reserva de nitrógeno y energía, y que podría tener muchas aplicaciones biotecnológicas. Han intentado producir grandes cantidades de cianoficina poniendo la enzima que la produce (conocida como cianoficina sintetasa) en todo, desde E. coli hasta tabaco, pero sin poder hacer lo suficiente para ser muy útil.

Ahora, combinando dos técnicas de vanguardia, microscopía crioelectrónica (en las instalaciones de McGill para la investigación de microscopía electrónica) y cristalografía de rayos X, Los investigadores de McGill tienen, por primera vez, he podido ver la enzima activa en acción.

"Hasta ahora, los científicos no han podido comprender la forma en que las células bacterianas almacenan nitrógeno en la cianoficina, simplemente porque no pudieron ver la enzima en acción, "dice Martin Schmeing, profesor del Departamento de Bioquímica de McGill y autor principal de un artículo reciente sobre el tema en Biología química de la naturaleza . "Al unir imágenes en 3D de la enzima en acción en una película, pudimos ver cómo tres unidades estructurales diferentes (o dominios), se unieron para crear cianoficina sintetasa. Es un ejemplo sorprendente y muy elegante de biomáquina natural ".

Los próximos pasos en la investigación implican observar las otras enzimas utilizadas en el ciclo completo de biosíntesis y degradación de la cianoficina. Una vez que los investigadores puedan verlos en acción, esto potencialmente les daría una comprensión estructural completa de los procesos involucrados y les permitiría descubrir cómo turbocargar las células para producir cantidades masivas de cianoficina y polímeros relacionados para sus aplicaciones de biotecnología de polímeros verdes. como en ablandadores de agua biodegradables y antiincrustantes o en la creación de nanovesículas sensibles al calor para su uso en la administración de fármacos dirigida.