Vědci přišli na to, jak přizpůsobit rostliny rychlým klimatickým změnám a zvyšování výnosů, aby
Vyvinuli výpočetní metodu, kteráumožnil vědcům identifikovat slibné kandidátní enzymy pro zlepšenou fotosyntézu rostlin. Lze je zavést do moderních zemědělských plodin a v konečném důsledku zvýšit produktivitu.
Nová metoda byla založena na historii evoluce.Vědci předpověděli stav genů ribulózabisfosfátkarboxylázy (RuBisCO) před 20–30 miliony let, kdy byly hladiny oxidu uhličitého na Zemi vyšší než dnes. Poté byly enzymy RuBisCO v rostlinách adaptovány na takové extrémní úrovně.
Ribulózabisfosfátkarboxyláza je enzymkatalyzující adici oxidu uhličitého na ribulóza-1,5-bisfosfát v první fázi Calvinova cyklu, stejně jako oxidační reakci ribulóza bisfosfátu v první fázi procesu fotorespirace.
Vědci ve skutečnosti „oživili“ starověký enzym,vylepšit jej pro zařazení do zemědělských plodin. To jim pomůže přizpůsobit se horkým a suchým podmínkám budoucího klimatu, protože lidská činnost zvyšuje koncentraci plynu CO₂ zachycujícího teplo v zemské atmosféře.
Moderní verze RuBisCO „vytahuje“ karbonz CO₂ k tvorbě cukrů, dělá to ale velmi pomalu. Navíc někdy katalyzuje reakci s kyslíkem ve vzduchu a vytváří toxický vedlejší produkt, plýtvá energií a činí fotosyntézu neúčinnou.
Nyní vědci zrekonstruovali fylogenezi Rubisco,pomocí rostlin Solanaceae. „Získáním více [genetických] sekvencí Rubisco v existujících rostlinách lze zkonstruovat fylogenetický strom, který objasní, které RubisCO pravděpodobně existovaly před 20–30 miliony let,“ vysvětlují autoři studie.
Předpovězené starověké enzymy RuBisCOzaložené na moderních rostlinách Solanaceae, ukázaly skutečné vyhlídky z hlediska vyšší účinnosti. V budoucnu se vědci pokusí nahradit geny stávajícího enzymu RuBisCO v tabáku (modelová rostlina) dědičnými sekvencemi pomocí technologie CRISPR. Poté budou měřit, jak to ovlivňuje produkci biomasy.
Přečtěte si více:
Běloruský fyzik pracující na kvantovém internetu: toto je první krok k teleportaci
Jeden z největších ledových šelfů se zhroutil kvůli vodním tokům
Není již standardní model fyziky relevantní? To hlavní o nové práci vědců na urychlovači