Tiedemiehet ovat keksineet, kuinka kasveja voidaan mukauttaa nopeaan ilmastonmuutokseen ja satojen kasvuun, jotta
He kehittivät laskennallisen menetelmänmahdollisti tutkijoiden tunnistaa lupaavia ehdokasentsyymejä kasvien fotosynteesin parantamiseksi. Niitä voidaan lisätä nykyaikaisiin maatalouskasveihin ja viime kädessä lisätä tuottavuutta.
Uusi menetelmä perustui evoluution historiaan.Tutkijat ovat ennustaneet ribuloosibisfosfaattikarboksylaasi (RuBisCO) -geenien tilan 20-30 miljoonaa vuotta sitten, jolloin maapallon hiilidioksiditasot olivat korkeammat kuin nykyään. Sitten kasvien RuBisCO-entsyymit mukautettiin sellaisille äärimmäisille tasoille.
Ribuloosibisfosfaattikarboksylaasi on entsyymikatalysoi hiilidioksidin lisäämistä ribuloosi-1,5-bisfosfaattiin Calvin-syklin ensimmäisessä vaiheessa sekä ribuloosibisfosfaatin hapetusreaktiota valohengitysprosessin ensimmäisessä vaiheessa.
Itse asiassa tiedemiehet ovat "elvyttänyt" muinaisen entsyymin,parantaa sen sisällyttämistä maatalouskasveihin. Tämä auttaa heitä sopeutumaan tulevan ilmaston kuumiin ja kuiviin olosuhteisiin, kun ihmisen toiminta lisää lämpöä sitovan kaasun CO₂ pitoisuutta maapallon ilmakehässä.
RuBisCO:n moderni versio ”vetää ulos” hiiltä CO₂:sta sokereita tuottamaan, mutta tekee sen hyvin hitaasti. Lisäksi se joskus katalysoi reaktiota ilman hapen kanssa ja muodostaa myrkyllisen sivutuotteen, tuhlaa energiaa ja tekee fotosynteesin tehottomaksi.
Nyt tutkijat ovat rekonstruoineet Rubiscon filogenian,käyttämällä Solanaceae-kasveja. "Samalla useita [geneettisiä] Rubiscon sekvenssejä olemassa olevissa kasveissa voidaan rakentaa fylogeneettinen puu, joka selvittää, mitkä RubisCO:t todennäköisesti olivat olemassa 20–30 miljoonaa vuotta sitten", tutkijat selittävät.
Ennustetut muinaiset RuBisCO-entsyymitperustuu nykyaikaisiin Solanaceae-kasveihin, ja osoitti todellisia näkymiä tehokkuuden parantamisessa. Tulevaisuudessa tutkijat yrittävät korvata tupakassa (mallikasvi) olemassa olevan RuBisCO-entsyymin geenit perinnöllisillä sekvensseillä CRISPR-teknologian avulla. Sitten he mittaavat, kuinka tämä vaikuttaa biomassan tuotantoon.
Lue lisää:
Valko-Venäjän fyysikko, joka työskentelee kvantti-internetin parissa: tämä on ensimmäinen askel kohti teleportaatiota
Yksi suurimmista jäähyllyistä romahti vesivirtojen takia
Eikö fysiikan vakiomalli ole enää relevantti? Tärkein asia tutkijoiden uudesta työstä törmätäjässä