Oamenii de știință au descoperit cum să adapteze plantele la schimbările climatice rapide și la creșterea recoltelor, astfel încât
Au dezvoltat o metodă de calcul carea permis oamenilor de știință să identifice enzime candidate promițătoare pentru o fotosinteză îmbunătățită a plantelor. Ele pot fi introduse în culturile agricole moderne și, în cele din urmă, pot crește productivitatea.
Noua metodă s-a bazat pe istoria evoluției.Cercetătorii au prezis starea genelor de ribuloză bisfosfat carboxilază (RuBisCO) acum 20-30 de milioane de ani, când nivelurile de dioxid de carbon de pe Pământ erau mai mari decât în prezent. Apoi, enzimele RuBisCO din plante au fost adaptate la astfel de niveluri extreme.
Ribuloză bisfosfat carboxilaza este o enzimăcatalizarea adaosului de dioxid de carbon la ribuloză-1,5-bisfosfat în prima etapă a ciclului Calvin, precum și reacția de oxidare a ribulozei bifosfat în prima etapă a procesului de fotorespirație.
De fapt, oamenii de știință au „reînviat” o enzimă străveche,pentru a-l îmbunătăți pentru includerea în culturile agricole. Acest lucru îi va ajuta să se adapteze la condițiile calde și uscate ale climei viitoare, deoarece activitatea umană crește concentrația de gaz CO₂ care captează căldura în atmosfera Pământului.
Versiunea modernă a lui RuBisCO „extrage” carbonuldin CO₂ pentru a crea zaharuri, dar o face foarte încet. În plus, uneori catalizează o reacție cu oxigenul din aer și creează un produs secundar toxic, irosește energie și face fotosinteza ineficientă.
Acum, oamenii de știință au reconstruit filogenia lui Rubisco,folosind plante Solanacee. „Prin obținerea mai multor secvențe [genetice] de Rubisco în plantele existente, se poate construi un arbore filogenetic pentru a elucida care RubisCO au existat probabil cu 20-30 de milioane de ani în urmă”, explică autorii studiului.
Enzimele antice RuBisCO prezisebazate pe plante moderne de Solanaceae, au arătat perspective reale în ceea ce privește o eficiență mai mare. În viitor, oamenii de știință vor încerca să înlocuiască genele enzimei RuBisCO existente din tutun (o plantă model) cu secvențe ereditare folosind tehnologia CRISPR. Ei vor măsura apoi modul în care aceasta afectează producția de biomasă.
Citeste mai mult:
Fizician din Belarus care lucrează la internetul cuantic: acesta este primul pas către teleportare
Una dintre cele mai mari platforme de gheață s-a prăbușit din cauza fluxurilor de apă
Nu mai este relevant modelul standard al fizicii? Principalul lucru despre noua activitate a oamenilor de știință de la colisionar