Fejlődés a növénytermesztésben: új módszer segíthet a fotoszintézis hatékonyságának növelésében
A növények fotoszintézis folyamata kulcsfontosságú a globális élelmiszerellátás szempontjából, hiszen a növekvő népesség táplálásához egyre több és hatékonyabb termőterületre van szükség. Azonban a klímaváltozás és az egyre szélsőségesebb időjárási viszonyok nehezítik a mezőgazdasági termelést. A Nature Communications folyóiratban közzétett új tanulmány szerint a kutatók lépést tettek a hatékonyabb fotoszintézis felé, egy egyszerű fehérjékből álló mikroszkopikus doboz, az úgynevezett „encapsulin” segítségével, ami növelheti a növények nitrogén- és vízhatékonyságát.
A fotoszintézis központi eleme a Rubisco enzim, mely az első lépésben köti meg a légkörből származó szén-dioxidot, hogy cukrot állítson elő a növény számára. A cianobaktériumok, vagy kékalga fajok egy hatékonyabb rendszert fejlesztettek ki, amely növeli a Rubisco körüli szén-dioxid koncentrációját, így javítva annak hatékonyságát. Ezek a mikroorganizmusok a Rubiscot speciális „carboxysome” nevű kompartmentekbe zárják, amelyek ideális környezetet biztosítanak a zavartalan működéshez.
A kutatók most hasonló, de egyszerűbb rendszert fejlesztettek az úgynevezett „encapsulinok” segítségével, amelyek nanoméretű raktáraként funkcionálnak, és egyetlen fehérjefajta több másolatából épülnek fel. Ezek a kompartmentek képesek befogadni a Rubisco enzimet, így potenciálisan növelve a fotoszintézis hatékonyságát a mezőgazdaságban használt C3 típusú növényekben, mint például a búza, rizs, vagy a repce.
Bár még van mit tenni a szuperhatékony növények megalkotása érdekében, a kutatás jelentős előrelépést jelent ezen a területen. A szintetikus biológia eszközeit felhasználva a kutatók további carboxysome komponenseket és szénkoncentráló mechanizmusokat kívánnak beépíteni a növényekbe, hogy ideális munkaterületet hozzanak létre a Rubisco számára. Ez a fajta fejlesztés jelentős mértékben növelheti majd a jövő mezőgazdasági termelésének hatékonyságát és hozamait.
Forrás: https://theconversation.com/engineering-crops-to-photosynthesise-better-just-got-one-step-closer-to-reality-268570
Dátum: 2025-10-30