מדענים הבינו כיצד להתאים צמחים לשינויי אקלים מהירים ולהגדלת היבולים, כך
הם פיתחו שיטה חישובית שאפשרה למדענים לזהות אנזימים מועמדים מבטיחים לשיפור הפוטוסינתזה של צמחים. ניתן להחדיר אותם לגידולים חקלאיים מודרניים ובסופו של דבר להגדיל את הפריון.
השיטה החדשה התבססה על ההיסטוריה של האבולוציה.חוקרים חזו את מצב הגנים של ריבולוז ביספוספט קרבוקסילאז (RuBisCO) לפני 20-30 מיליון שנה, כאשר רמות הפחמן הדו-חמצני על פני כדור הארץ היו גבוהות מהיום. ואז האנזימים של RuBisCO בצמחים הותאמו לרמות קיצוניות כאלה.
Ribulose bisphosphate carboxylase הוא אנזיםמזרז הוספה של פחמן דו חמצני ל-ribulose-1,5-bisphosphate בשלב הראשון של מחזור קלווין, כמו גם את תגובת החמצון של ribulose bisphosphate בשלב הראשון של תהליך photorespiration.
למעשה, מדענים "החיו" אנזים עתיק יומין,לשפר אותו להכללה בגידולים חקלאיים. זה יעזור להם להסתגל לתנאים החמים והיבשים של האקלים העתידי, שכן פעילות אנושית מגדילה את ריכוז הגז הלוכד חום CO₂ באטמוספירה של כדור הארץ.
הגרסה המודרנית של RuBisCO "שולפת" פחמןמ CO₂ ליצירת סוכרים, אבל עושה זאת לאט מאוד. בנוסף, לעיתים הוא מזרז תגובה עם חמצן באוויר ויוצר תוצר לוואי רעיל, מבזבז אנרגיה והופך את הפוטוסינתזה ללא יעילה.
כעת מדענים שיחזרו את הפילוגניה של רוביסקו,שימוש בצמחי Solanaceae. "על ידי השגת רצפים [גנטיים] מרובים של Rubisco בצמחים קיימים, ניתן לבנות עץ פילוגנטי כדי להבהיר אילו RubisCOs היו קיימים ככל הנראה לפני 20-30 מיליון שנה", מסבירים מחברי המחקר.
חזוי אנזימים RuBisCO עתיקיםמבוסס על צמחי Solanaceae מודרניים, הראה סיכויים אמיתיים במונחים של יעילות רבה יותר. בעתיד ינסו מדענים להחליף את הגנים של האנזים RuBisCO הקיים בטבק (צמח מודל) ברצפים תורשתיים באמצעות טכנולוגיית CRISPR. לאחר מכן הם ימדוד כיצד זה משפיע על ייצור ביומסה.
קרא עוד:
פיזיקאי בלארוסי שעובד על אינטרנט קוונטי: זה הצעד הראשון לקראת טלפורטציה
אחד ממדפי הקרח הגדולים ביותר קרס עקב זרימות מים
האם המודל הסטנדרטי של הפיזיקה כבר לא רלוונטי? העיקר בעבודתם החדשה של מדענים במאזן