Коррекция естественных ограничений
Группа шведских исследователей разработала инновационный метод ускорения фотосинтеза, перепрограммировав фермент Рубиско — главный катализатор процесса преобразования углекислого газа в сахара и строительные материалы для растений. Несмотря на важность Рубиско, он работает медленно и часто ошибается, захватывая кислород вместо CO2, что приводит к образованию токсичных соединений и тратам энергии на их переработку.
Под руководством профессора Пола Гадсона было создано и проанализировано около 15 тысяч генетически изменённых вариантов фермента. Особое внимание уделялось бактериальной форме Рубиско, которая хоть и быстрее связывает углекислый газ, но склонна допускать больше ошибок. С помощью специальных ДНК-меток учёные смогли одновременно оценить эффективность множества вариантов. В итоге были выявлены несколько перспективных модификаций фермента, которые реже взаимодействуют с кислородом и сохраняют высокую скорость связывания углерода.
Значение для аграрного сектора и экологии
Отобранные улучшенные версии фермента уже начали внедрять в клетки растений. Результаты масштабного исследования опубликованы в журнале Science Advances 24 октября в 22:37. Данные разработки способны значительно повысить эффективность фотосинтеза, что важно для повышения продуктивности сельского хозяйства и экологической устойчивости.
Совершенствование способов утилизации углекислого газа — ключевой шаг в борьбе с глобальным потеплением и обеспечении продовольственной безопасности. Если новые варианты Рубиско успешно интегрируются в растения, это может привести к увеличению урожайности и снижению негативного воздействия на окружающую среду. Для русскоязычных исследователей и аграриев такие открытия открывают перспективы использования биотехнологий для повышения эффективности сельхозпроизводства.
В то время как шведские учёные работают над усовершенствованием фотосинтеза, другие исследователи также стремятся оптимизировать сельское хозяйство. Например, недавно был разработан доступный метод для определения биологически активного фосфора в почве, что позволит более эффективно управлять удобрениями и повысить урожайность. Эти разработки подчеркивают важность комплексного подхода к агрономии и экологии.