นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการปรับตัวพืชให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรวดเร็วและเพิ่มผลผลิต ดังนั้น
พวกเขาพัฒนาวิธีการคำนวณขึ้นมาว่าช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุเอนไซม์ที่มีศักยภาพในการสังเคราะห์แสงของพืชได้ดีขึ้น พวกเขาสามารถนำไปใช้กับพืชผลทางการเกษตรสมัยใหม่และท้ายที่สุดคือเพิ่มผลผลิต
วิธีการใหม่นี้มีพื้นฐานมาจากประวัติวิวัฒนาการนักวิจัยได้ทำนายสถานะของยีนไรบูโลส บิสฟอสเฟต คาร์บอกซิเลส (RuBisCO) เมื่อ 20-30 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงที่ระดับคาร์บอนไดออกไซด์บนโลกสูงกว่าในปัจจุบัน จากนั้นเอนไซม์ RuBisCO ในพืชก็ถูกปรับให้เข้ากับระดับที่รุนแรงเช่นนี้
ไรบูโลส บิสฟอสเฟต คาร์บอกซิเลส เป็นเอนไซม์เร่งการเติมคาร์บอนไดออกไซด์ในไรบูโลส-1,5-บิสฟอสเฟตในระยะแรกของวัฏจักรคาลวิน เช่นเดียวกับปฏิกิริยาออกซิเดชันของไรบูโลส บิสฟอสเฟตในระยะแรกของกระบวนการหายใจด้วยแสง
ในความเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์ได้ "ฟื้น" เอนไซม์โบราณขึ้นมาเพื่อปรับปรุงให้รวมเข้ากับพืชผลทางการเกษตร สิ่งนี้จะช่วยให้พวกเขาปรับตัวเข้ากับสภาพอากาศที่ร้อนและแห้งในอนาคตได้ เนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์จะเพิ่มความเข้มข้นของก๊าซ CO₂ ที่ดักความร้อนในชั้นบรรยากาศของโลก
RuBisCO เวอร์ชันใหม่ "ดึง" คาร์บอนออกมาจาก CO₂เพื่อสร้างน้ำตาล แต่ทำช้ามาก นอกจากนี้ บางครั้งยังกระตุ้นปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศและสร้างผลพลอยได้ที่เป็นพิษ สิ้นเปลืองพลังงาน และทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้ผล
ขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสายวิวัฒนาการของรูบิสโกขึ้นมาใหม่โดยใช้พืช Solanaceae “โดยการได้รับลำดับ [ทางพันธุกรรม] ของ Rubisco ในพืชที่มีอยู่ ต้นไม้สายวิวัฒนาการสามารถถูกสร้างขึ้นเพื่ออธิบายว่า RubisCO ใดน่าจะมีอยู่เมื่อ 20-30 ล้านปีก่อน” ผู้เขียนการศึกษาอธิบาย
ทำนายเอนไซม์ RuBisCO โบราณโดยใช้พืช Solanaceae สมัยใหม่ แสดงให้เห็นโอกาสที่แท้จริงในแง่ของประสิทธิภาพที่มากขึ้น ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์จะพยายามแทนที่ยีนของเอนไซม์ RuBisCO ที่มีอยู่ในยาสูบ (พืชต้นแบบ) ด้วยลำดับทางพันธุกรรมโดยใช้เทคโนโลยี CRISPR จากนั้นพวกเขาจะวัดว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อการผลิตชีวมวลอย่างไร
อ่านเพิ่มเติม:
นักฟิสิกส์ชาวเบลารุสที่ทำงานเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ตควอนตัม: นี่เป็นก้าวแรกสู่การเคลื่อนย้ายมวลสาร
ชั้นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งถล่มเพราะกระแสน้ำ
โมเดลมาตรฐานของฟิสิกส์ไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไปหรือไม่? สิ่งสำคัญเกี่ยวกับงานใหม่ของนักวิทยาศาสตร์ที่ collider