Οι επιστήμονες έχουν βρει πώς να προσαρμόσουν τα φυτά στην ραγδαία κλιματική αλλαγή και αύξηση των αποδόσεων, έτσι ώστε
Ανέπτυξαν μια υπολογιστική μέθοδο πουεπέτρεψε στους επιστήμονες να εντοπίσουν πολλά υποσχόμενα υποψήφια ένζυμα για βελτιωμένη φωτοσύνθεση των φυτών. Μπορούν να εισαχθούν σε σύγχρονες γεωργικές καλλιέργειες και, τελικά, να αυξήσουν την παραγωγικότητα.
Η νέα μέθοδος βασίστηκε στην ιστορία της εξέλιξης.Οι ερευνητές έχουν προβλέψει την κατάσταση των γονιδίων της διφωσφορικής καρβοξυλάσης της ριβουλόζης (RuBisCO) πριν από 20-30 εκατομμύρια χρόνια, όταν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στη Γη ήταν υψηλότερα από σήμερα. Στη συνέχεια, τα ένζυμα RuBisCO στα φυτά προσαρμόστηκαν σε τέτοια ακραία επίπεδα.
Η διφωσφορική καρβοξυλάση της ριβουλόζης είναι ένα ένζυμοκαταλύοντας την προσθήκη διοξειδίου του άνθρακα στη 1,5-διφωσφορική ριβουλόζη στο πρώτο στάδιο του κύκλου Calvin, καθώς και την αντίδραση οξείδωσης της διφωσφορικής ριβουλόζης στο πρώτο στάδιο της διαδικασίας φωτοαναπνοής.
Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες «αναβίωσαν» ένα αρχαίο ένζυμο,για τη βελτίωσή του για ένταξη στις γεωργικές καλλιέργειες. Αυτό θα τους βοηθήσει να προσαρμοστούν στις ζεστές και ξηρές συνθήκες του μελλοντικού κλίματος, καθώς η ανθρώπινη δραστηριότητα αυξάνει τη συγκέντρωση του αερίου CO2 που παγιδεύει θερμότητα στην ατμόσφαιρα της Γης.
Η σύγχρονη έκδοση του RuBisCO «βγάζει» άνθρακααπό CO2 για τη δημιουργία σακχάρων, αλλά το κάνει πολύ αργά. Επιπλέον, μερικές φορές καταλύει μια αντίδραση με το οξυγόνο στον αέρα και δημιουργεί ένα τοξικό υποπροϊόν, σπαταλά ενέργεια και καθιστά τη φωτοσύνθεση αναποτελεσματική.
Τώρα οι επιστήμονες έχουν ανακατασκευάσει τη φυλογένεση του Rubisco,χρησιμοποιώντας φυτά Solanaceae. «Με τη λήψη πολλαπλών [γενετικών] αλληλουχιών του Rubisco σε υπάρχοντα φυτά, μπορεί να κατασκευαστεί ένα φυλογενετικό δέντρο για να αποσαφηνίσει ποια RubisCOs πιθανότατα υπήρχαν πριν από 20-30 εκατομμύρια χρόνια», εξηγούν οι συγγραφείς της μελέτης.
Προβλεπόμενα αρχαία ένζυμα RuBisCOμε βάση τα σύγχρονα φυτά Solanaceae, παρουσίασαν πραγματικές προοπτικές όσον αφορά τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Στο μέλλον, οι επιστήμονες θα προσπαθήσουν να αντικαταστήσουν τα γονίδια του υπάρχοντος ενζύμου RuBisCO στον καπνό (μοντέλο φυτού) με κληρονομικές αλληλουχίες χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CRISPR. Στη συνέχεια θα μετρήσουν πώς αυτό επηρεάζει την παραγωγή βιομάζας.
Διαβάστε περισσότερα:
Λευκορώσος φυσικός που εργάζεται στο κβαντικό διαδίκτυο: αυτό είναι το πρώτο βήμα προς την τηλεμεταφορά
Ένα από τα μεγαλύτερα ράφια πάγου κατέρρευσε λόγω ροής νερού
Το τυπικό μοντέλο της φυσικής δεν είναι πλέον σχετικό; Το κύριο πράγμα για τη νέα δουλειά των επιστημόνων στον επιταχυντή