Forskere har funnet ut hvordan man kan tilpasse planter til raske klimaendringer og øke avlingene, slik at
De utviklet en beregningsmetode somtillot forskere å identifisere lovende kandidatenzymer for forbedret plantefotosyntese. De kan introduseres i moderne landbruksvekster og til slutt øke produktiviteten.
Den nye metoden var basert på evolusjonshistorien.Forskere har spådd tilstanden til ribulosebisfosfatkarboksylase (RuBisCO) gener for 20-30 millioner år siden, da karbondioksidnivåene på jorden var høyere enn i dag. Da ble RuBisCO-enzymene i planter tilpasset slike ekstreme nivåer.
Ribulosebisfosfatkarboksylase er et enzymkatalysere tilsetningen av karbondioksid til ribulose-1,5-bisfosfat i det første stadiet av Calvin-syklusen, samt oksidasjonsreaksjonen av ribulosebifosfat i det første stadiet av fotorespirasjonsprosessen.
Faktisk har forskere "gjenopplivet" et gammelt enzym,å forbedre den for inkludering i landbruksvekster. Dette vil hjelpe dem med å tilpasse seg de varme og tørre forholdene i fremtidens klima ettersom menneskelig aktivitet øker konsentrasjonen av varmefangende gass CO₂ i jordens atmosfære.
Den moderne versjonen av RuBisCO "trekker ut" karbonfra CO₂ for å lage sukker, men gjør det veldig sakte. I tillegg katalyserer det noen ganger en reaksjon med oksygen i luften og skaper et giftig biprodukt, sløser med energi og gjør fotosyntesen ineffektiv.
Nå har forskere rekonstruert fylogenien til Rubisco,ved bruk av Solanaceae-planter. "Ved å skaffe flere [genetiske] sekvenser av Rubisco i eksisterende planter, kan et fylogenetisk tre konstrueres for å belyse hvilke RubisCOs som sannsynligvis eksisterte for 20–30 millioner år siden," forklarer studieforfatterne.
Gamle RuBisCO-enzymer spåddbasert på moderne Solanaceae-planter, viste reelle utsikter i form av større effektivitet. I fremtiden vil forskere prøve å erstatte genene til det eksisterende RuBisCO-enzymet i tobakk (en modellplante) med arvelige sekvenser ved hjelp av CRISPR-teknologi. De vil da måle hvordan dette påvirker biomasseproduksjonen.
Les mer:
Hviterussisk fysiker som jobber med kvanteinternett: dette er det første skrittet mot teleportering
En av de største isbremmene kollapset på grunn av vannstrømmer
Er standardmodellen for fysikk ikke lenger relevant? Det viktigste med det nye arbeidet til forskere ved kollideren