» » » Ученые «воскресили» древний фермент, чтобы прокормить 9 млрд человек к 2050 году

Ученые «воскресили» древний фермент, чтобы прокормить 9 млрд человек к 2050 году

Сотрудники университета Корнелла описали в статье для журнала Science Advances свой прорыв в улучшении фотосинтеза некоторых продовольственных культур, пишет Хайтек.

Ученые придумали, как адаптировать растения к быстрым изменениям климата и увеличению урожайности, чтобы к 2050 году прокормить прогнозируемые 9 млрд человек.

Они разработали вычислительный метод, который позволил ученым определить перспективные ферменты-кандидаты для улучшенного фотосинтеза растений. Их можно внедрить в современные сельскохозяйственные культуры и, в конечном счете, повысить урожайность.

Новый метод опирался на историю эволюции. Исследователи предсказали состояние генов рибулозобисфосфаткарбоксилазы (RuBisCO) 20-30 млн лет назад, когда уровень углекислого газа на Земле был выше, чем сегодня. Тогда ферменты RuBisCO в растениях были адаптированы к таким экстремальным уровням.

Рибулозобисфосфаткарбоксилаза — фермент, катализирующий присоединение углекислого газа к рибулозо-1,5-бисфосфату на первой стадии цикла Кальвина, а также реакцию окисления рибулозобифосфата на первой стадии процесса фотодыхания.

Фактически, ученые «возродили» древний фермент, чтобы улучшить его для включения в сельскохозяйственные культуры. Это поможет им в адаптации к жарким и засушливым условиям будущего климата, поскольку деятельность человека увеличивает концентрацию удерживающего тепло газа CO₂ в атмосфере Земли.

Современный вариант RuBisCO «вытягивает» углерод из CO₂ для создания сахаров, но делает это очень медленно. Кроме того, иногда он катализирует реакцию с кислородом воздуха и создает токсичный побочный продукт, тратит энергию и делает фотосинтез неэффективным.

Теперь ученые реконструировали филогенез Rubisco, используя растения Solanaceae. «Получив множество [генетических] последовательностей Rubisco в существующих растениях, можно построить филогенетическое дерево, чтобы выяснить, какие RuBisCO, вероятно, существовали 20–30 млн лет назад», — объясняют авторы исследования.

Древние ферменты RuBisCO, предсказанные на основе современных растений Solanaceae, показали реальные перспективы в плане большей эффективности. В дальнейшем ученые попробуют заменить гены существующего фермента RuBisCO в табаке (модельном растении) наследственными последовательностями с использованием технологии CRISPR. Затем они измерят, как это повлияет на производство биомассы.



ДРУГИЕ НОВОСТИ

Комментарии

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ / КОММЕНТИРУЕМОЕ
  1. Обнаружена первая 2D-система, в которой находится новая фаза жидкости
  2. В Мьянме родился редкий белый слон с необычными глазами и спиной
  3. В смартфонах появится новая память
  4. На Большом адронном коллайдере впервые применили квантовое машинное обучение
  5. iPad вслед за iPhone лишится разъема для наушников
  6. Xiaomi выпустила умные очки
  7. «Температурный апокалипсис»: в Британии 40,2°С, это рекорд. Европа охвачена пожарами
  8. Найден 100-процентный способ диагностики COVID-19
  9. Новый альбом Бейонсе стал самым прослушиваемым в Spotify
  10. В Беларуси определен порядок для водителей на обязательное медицинское переосвидетельствование
Что изменится для белорусов в июле
Что изменится для белорусов в июле
Традиционно в середине июля белорусам предстоит пережить множество нововведений, изменений и дополнений. Читать далее
В каких случаях водитель должен брать с собой медсправку?
В каких случаях водитель должен брать с собой медсправку?
Новшества касаются в том числе и перечня документов, которые обязан возить с собой водитель. Читать далее
Заграничные покупки и посылки. Какие лимиты и нормы на ввоз сейчас действуют
Заграничные покупки и посылки. Какие лимиты и нормы на ввоз сейчас действуют
Пандемия коронавируса и закрытые границы заставили многих белорусов забыть о заграничном шопинге. Но есть надежды, что в этом Читать далее
Все новости
Галерея