Una posible aplicación podría ser la ingeniería climática de siembra de nubes
¿Pueden los hongos influir en el clima? Resulta que sí. Un grupo internacional de investigadores, entre ellos Xiaofeng Wang y Boris A. Vinatzer, de Virginia Tech, descubrió la identidad de las proteínas fúngicas que pueden catalizar la formación de hielo a altas temperaturas bajo cero. Una posible aplicación de este descubrimiento podría ser la ingeniería climática.
Cómo las proteínas fúngicas podrían sembrar las nubes
En un proceso llamado siembra de nubes, se liberan en las nubes partículas que pueden provocar que el agua de las nubes se convierta en cristales de hielo, llamados nucleadores de hielo. Los cristales de hielo aumentan de tamaño a medida que se adhieren a ellos más moléculas de agua.
En una especie de efecto bola de nieve, los cristales de hielo crecen y se vuelven más pesados, caen hacia el suelo, se derriten al pasar por la atmósfera y se convierten en lluvia.
Imagen: La siembra de nubes consiste en que los aviones liberen partículas en las nubes que pueden provocar que el agua de las nubes se convierta en cristales de hielo. Una posible aplicación del descubrimiento de los hongos podría ser la ingeniería climática. Foto cortesía de Adobe Stock.
La partícula tradicional utilizada para la nucleación del hielo es el yoduro de plata, que es altamente tóxico. Los investigadores creen que la molécula de proteína fúngica podría ofrecer una mejor alternativa.
"Si descubrimos cómo producir suficiente cantidad de esta proteína fúngica a bajo costo, podríamos introducirla en las nubes y hacer que la siembra de nubes sea mucho más segura", afirmó Vinatzer, profesor de la Facultad de Ciencias Vegetales y Ambientales.
Una sorprendente historia del origen de los hongos
El grupo también encontró evidencia de que el gen fúngico que codifica la proteína de nucleación del hielo probablemente fue adquirido por un ancestro fúngico de una especie bacteriana a través de un proceso conocido como transferencia horizontal de genes, al menos cientos de miles, si no millones, de años atrás.
"Se sabe que los hongos pueden adquirir genes de bacterias, pero no es algo común", dijo Vinatzer, afiliado al Centro de Ciencias Vegetales Traslacionales de Virginia Tech. "Por eso, nunca imaginé que este gen fúngico tuviera origen bacteriano".
Los investigadores saben que los hongos son capaces de nucleación de hielo desde principios de la década de 1990, dijo Vinatzer. Sin embargo, sólo recientemente los avances en la secuenciación del ADN y la informática permitieron secuenciar los genomas de una clase específica de hongos, la familia Mortierellacae, y descubrir el gen que codifica la proteína de nucleación del hielo.
Imagen: Modelo AlphaFold3 de EnINpro y secciones transversales a través del solenoide. Crédito: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed9652
Promesa para usos alimentarios y médicos
Si bien aún desconocen cómo los hongos se benefician del gen adquirido, sí saben que los hongos han realizado modificaciones a lo largo de los años para mejorarlo aún más. Y eso se traduce también en mejores aplicaciones para beneficio humano.
Las proteínas nucleadoras de hielo producidas por los hongos se diferencian de las de origen bacteriano en que no tienen células y son hidrosolubles. Estas diferencias hacen que las moléculas fúngicas sean más atractivas para las tecnologías de congelación bioinspiradas y las modificaciones climáticas artificiales.
Por ejemplo, en la preparación de alimentos congelados, la molécula fúngica sería más segura que la bacteriana porque el hongo solo secreta la molécula de nucleación del hielo, pero se necesitaría toda la célula bacteriana en la nucleación del hielo bacteriano.
"Esa es una gran ventaja en la producción de alimentos, ya que se cuenta con una sola proteína bien definida y se puede prescindir de todo lo demás", afirmó Vinatzer, quien también está afiliado al Centro Fralin de Ciencias de la Vida. "Existe la posibilidad de desarrollar un aditivo seguro y eficaz que facilite la preparación de alimentos congelados".
Otro uso potencial de la nucleación de hielo por hongos es la criopreservación de células como tejidos, espermatozoides, óvulos y embriones.
"Añadir un nucleador de hielo fúngico, una molécula relativamente pequeña, hace que el agua que rodea la célula se congele mucho antes de que se enfríe demasiado, para proteger la delicada célula que contiene", explicó Vinatzer. "Con las bacterias no se podría hacer eso porque habría que añadir células bacterianas enteras".
Implicaciones para las nubes y los modelos climáticos
Según Vinatzer, la nucleación del hielo también es importante para los modelos climáticos. Los modelos climáticos predicen cuánta radiación reflejan las nubes hacia el espacio y cuánta llega a la Tierra. El hielo en las nubes permite que llegue a la Tierra una mayor cantidad de radiación.
"Ahora que conocemos esta molécula fúngica, será más fácil determinar la cantidad de este tipo de moléculas presentes en las nubes", afirmó Vinatzer. "Y a largo plazo, esta investigación podría contribuir al desarrollo de mejores modelos climáticos".
Vinatzer comenzó su investigación sobre nucleación de hielo en Virginia Tech con David Schmale, profesor y director del Centro de Ciencias Vegetales Traslacionales, quien dirige en Austria un programa de verano de investigación sobre nucleación de hielo para estudiantes universitarios, mientras que Xiaofeng Wang aportó su experiencia en biotecnología de levadura para confirmar la identidad del nuevo gen.
La investigación se publica en Science Advances: A previously unrecognized class of fungal ice-nucleating proteins with bacterial ancestry
